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Vorlesung  Pharmazeu0sche  Biotechnologie    

Prof  Dr.  Oliver  Kayser  Technische  Universität  Dortmund  Technische  Biochemie    Oliver.kayser@bci.tu-­‐dortmund.de    

Vorlesungsplan  

Teil  1     Einführung,  Geschichte  und  Bedeutung  der  Biotechnologie    Teil  2   Grundlagen  des  biotechnologischen  und    gentechnischen  Arbeitens    Teil  3     Fermenta0on,  Pflege  und  Haltung  von  zellulären  Kulturen    Teil  4     Bioanaly0k  Teil  5     Impfstoffe    Teil  6     Transgene  Tiere  und  Genpharming    Teil  7     Genomprojekt  und  Gentherapie    Teil  8     Insulin  und  seine  gentechnologischen  Modifizierungen  Teil  9     Biopharmazie  und  Pharmakokine0k  von  Biotech-­‐Produkten    Teil  10     Pflanzenzellkultur    Teil  11     Paten0erung  und  Zulassung    

Pharmazeu0sche  Biotechnologie  (Master)  

Das Skript zur Vorlesung ist erhältlich unter

https://ews.tu-dortmund.de

Empfohlene  Literatur  

Defini0on  

Biotechnologie  ist  per  defini1onem  eine  anwendungsorien1erte  Wissenscha7  der  Mikrobiologie  und  Biochemie  in  enger  Verbindung  mit  technischer  Chemie,  

Verfahrenstechnik  und  Apparatebau.  Sie  behandelt  den  Einsatz  biologischer  Prozesse  bei  

technischen  Verfahren  und  industrieller  Produk1on.*    

 *  nach  RÖMPP-­‐Lexikon  der  Chemie,  1996  

Ausgenommen von dieser Definition sind der Bereich Medizintechnik, die Manipulation am Erbmaterial und die Gentechnologie. Die Hauptarbeitsrichtungen liegen in den Bereichen

1. Fermentertechnik

(z. B. Gewinnung von Antibiotika, Fruchtsäuren, Lebensmittelzusätzen)

2. Zellkulturtechnik

(z. B. Gewinnung rekombinanter Proteine aus Mikroorganismen,

Starterkulturen)

3. Enzymproduktion (z. B. Waschmittelenzyme, Lab)

4. Abwasserreinigung 5. Starterkulturen in der Lebensmittelproduktion

6. Pharmazeutische Biotechnologie

Hauptarbeitsrichtungen  

Was  ist  Pharma-­‐Biotechnologie  ?  

Pharma-­‐Biotechnologie  ist  eine  anwendungs-­‐orien1erte  Wissenscha7,  welche  wissenscha7liche  Methoden  und  Techniken  zur  Entwicklung,  Prüfung  und  Herstellung  von  biotechnologischen  ArzneimiKeln  umfaßt.  Sie  steht  in  

enger  Verbindung  mit  Bioprozeßtechnik,  Gentechnik,Analy1k,  pharmazeu1scher  Technologie  und  

ArzneimiKelzulassung.      

(Vorschlag  der  EAPB  e.V.)  

klau

surr

elev

ant

Forschungsfeld  „Pharma-­‐Biotechnologie“  Genetik •  Gentechnologie

Mikrobiologie/ Immunologie •  Bakteriologie •  Mykologie Pharmazeutische Biologie

•  Naturstoffchemie •  Naturstoffanalytik

Pharmazeutische Technologie •  Drug Targeting •  Drug Delivery •  Sterilisation/ Desinfektion

Biochemie •  Enzymologie •  Molekularbiologie •  Pharmazeutische Biochemie

Pharmazeutische Chemie •  Peptidchemie •  Analytik •  Wirkstoff-Design •  Metabolismusforschung

Chemie •  Organische Chemie •  Physikalische Chemie

Ingineurwissenschaften •  Meß- und Regeltechnik •  Apparatebau •  Prozeßleittechnik

Chemische Verfahrenstechnik •  Aufarbeitung •  Reaktionskontrolle • Trenntechnik

Bioverfahrenstechnik •  Produktionstechnik •  Entsorgungstechnik •  Produktisolierung •  Fermentation

Lebensmitteltechnologie •  Herstellung •  Food-Enrichment

Biologie •  Zytologie •  Physiologie •  Zellkulturtechnik

Pharmazeutische Biotechnologie

Allgemeine Betrachtungen I Nachteile biotechnologischer Verfahren für Pharma •  Arbeiten unter sterilen Bedingungen •  Schwankungen der Zusammensetzung komplexer Medien •  Gefahr der Ausbeutungsschwankungen bei instabilen biologischen Systemen (Standardisierung!) •  Einhaltung gesetzlicher Sicherheitsvorschriften • Aufwendige Aufreinigungen der gewonnenen Rohprodukte •  Beseitigung von Bioabfallmasse •  Beseitigung von Fermentations- und Aufarbeitungsabwässern •  Mitunter ungünstige Produkt/Volumen/Zeit-Ausbeuten

Allgemeine Betrachtungen II

Vorteile biotechnologischer Verfahren •  Nutzung nachwachsender Rohstoffe statt fossiler Ausgangsstoffe •  Verminderter Energiebedarf durch eine Prozeßführung bei Raumtemperatur und Normaldruck •  Verringerte Umweltbelastung durch Ausschluß aggressiver Medien •  Abkürzung von teilweise vielstufigen klassischen Verfahren der Chemie durch eine Fermentationsstufe mit geringer Nebenproduktbildung •  Biotechnologische Verfahren sind oft die einzig möglichen Herstellungswege bestimmter Produkte

Eckdaten  der  globalen  Biotechnologie  2007  (in  Millionen  $US)    

Umsatz  mit  gentechnisch    hergestellten    Arzneimieeln    

Gesamtzahl  der  bis  2007  zugelassenen  Produkte  nach  Wirkstoffart  

Gentechnisch  hergestellte  Arzneimieel  in  der  Entwicklung  

Verteilung der 151 rekombinanten therapeutischen Proteine (Stand 2009)

Ferrer-Miralles et al. 2010 Microbial Cell Factories 8:17, 1-8 klau

surr

elev

ant

Weltmarkt für rekombinante Therapeutika in Milliarden US$

120

1,2

125

3

150

7,5

250

42,5

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%

1985 1990 1995 2000

BiotechGesamt

VFA, nach innovartis 1/99

Sta0s0ken  zum  Pharmaweltmarkt  Im Internet abrufbar:

BIO    hep//www.bio.org  Bio.Com  hep://www.bio.com  Biomednet  hep://www.academicinfo.net/biotech.html  BMBF    hep://www.bmbf.de  DECHEMA,  Biotechnologie  

   hep://www.dechema.de  EAPB    hep://www.eapb.org  EFB    hep://www.dechema.de/ej  Ernst&Young  hep://www.ernst-­‐young.de  oder  hep://www.ey.com  IFPMA    hep://www.pharmweb.net  IMS-­‐Health  hep://www.imshealth.com  ISB    hep://www.i-­‐s-­‐b.org  Verband  forschender  Arzneimieelhersteller  

   hep://www.vfa.de