Come possiamo comprendere meglio le linee cellulari dei produttori e renderle più efficienti nella produzione

Questo metodo non solo è più affidabile, ma anche più efficiente rispetto alla trasfezione parallela dei geni necessari su singoli filamenti di DNA. Tuttavia, poco si sa su come cambiano le cellule quando i geni virali sono permanentemente incorporati e attivi in esse.

Il gruppo di ricerca della professoressa Kerstin Otte dell'Università di Scienze Applicate di Biberach (HBC) si sta concentrando proprio su queste domande: Come possiamo comprendere meglio le linee cellulari produttrici e renderle più efficienti nella produzione?

Sei dottorandi stanno studiando come ottimizzare le linee cellulari nei loro progetti di dottorato. Uno di loro è Jona Röscheise (28). Lo scienziato naturale ha inizialmente conseguito la laurea e il master in biotecnologia farmaceutica presso l'HBC, quest'ultimo in collaborazione con l'Università di Ulm. Già allora si occupava di questioni relative a questo campo di ricerca e, dopo la laurea, ha continuato a lavorare senza soluzione di continuità presso l'Istituto di Biotecnologia Applicata dell'HBC.

Nel suo studio attuale, sta confrontando una linea cellulare che produce continuamente lentivirus dopo la modifica genetica con la stessa linea cellulare senza modifica genetica e produzione di vettori. Il suo obiettivo è utilizzare le differenze per sviluppare approcci per ottimizzare la produzione del virus. "I primi risultati mostrano chiare differenze nell'attività genica delle due linee cellulari", riferisce il dottorando. Alcuni geni del virus, come il gene virale Gag-Pol, responsabile delle proteine strutturali e di importanti enzimi del virus, sopprimono la capacità della cellula di produrre nuove proteine. Un altro gene responsabile del controllo del trasporto dei mattoni virali all'interno della cellula (Rev) o la versatile proteina dell'involucro che facilita l'assorbimento dei virus in molti tipi di cellule (VSV-G), invece, influenzano la produzione di energia nei mitocondri, le "centrali elettriche" della cellula, come le descrive Jona Röscheise. Il cosiddetto gene Tat attiva a sua volta geni coinvolti nell'impacchettamento delle informazioni genetiche.

Röscheise ha scoperto che i geni virali riprogrammano specificamente le cellule per creare le condizioni ottimali per la produzione del virus. "Questo apparentemente avviene a spese dei compiti naturali delle cellule, come la difesa dalle malattie", spiega il dottorando.

Con il suo dottorato, Jona Röscheise vuole contribuire a una migliore comprensione dei processi molecolari nelle cellule di produzione. A lungo termine, queste scoperte potrebbero aiutare a ottimizzare ulteriormente la produzione di vettori lentivirali per la terapia genica, afferma il biotecnologo.

Il suo supervisore di dottorato, Kerstin Otte, ha svolto ricerche sul tema delle linee cellulari per 15 anni; ha accumulato un'enorme quantità di conoscenze nel corso di molti progetti e dottorati e può consigliare le aziende che incontrano problemi nella loro produzione, ad esempio, combinando e sviluppando soluzioni da altri casi. Questo trasferimento è un compito importante per i ricercatori dello IAB.

"La nostra ricerca mira a comprendere i meccanismi molecolari delle linee cellulari di produzione. Solo così potremo migliorare l'efficienza e la sicurezza della terapia genica a lungo termine e allo stesso tempo acquisire conoscenze preziose per l'insegnamento e il trasferimento", afferma Otte. Anche gli studenti della Facoltà di Biotecnologie beneficiano della ricerca dell'HBC. In particolare, gli studenti del corso di laurea in Biotecnologie mediche, iniziato nel semestre invernale, acquisiscono le basi metodologiche e teoriche necessarie anche a Jona Röscheise per il suo progetto di dottorato nel campo della ricerca sulle linee cellulari.

Il programma si concentra sullo sviluppo e sull'applicazione dei processi biotecnologici in medicina, in particolare per la diagnosi, il trattamento e la ricerca delle malattie. Le colture e le linee cellulari sono un campo di lavoro centrale, spiega Kerstin Otte, che è anche decano degli studi per il nuovo corso di laurea. Come per i progetti di dottorato nel campo delle linee cellulari, gli studenti lavorano allo sviluppo, all'ottimizzazione o all'applicazione di linee cellulari, ad esempio per la produzione di biofarmaci, terapie geniche o per la ricerca di base sulle funzioni cellulari. Insegnamento, ricerca, trasferimento: la Facoltà di Biotecnologie copre tutte le aree scientifiche, ed è proprio per questo che Jona Röscheise apprezza la collaborazione con i suoi colleghi. Inoltre, considera un grande vantaggio l'intensa supervisione fornita dal suo supervisore di dottorato, la prof.ssa Kerstin Otte. "Mentre i postdoc spesso assumono la supervisione principale in altri istituti, noi abbiamo uno scambio personale che promuove enormemente il nostro sviluppo scientifico", afferma Jona Röscheise. Inoltre, le riunioni settimanali di laboratorio costituiscono una piattaforma preziosa per il feedback e le nuove idee.