Zur Bekämpfung des SARS-CoV-2-Erregers müssen zuerst geeignete Wirkstoffe gefunden und dann in kürzester Zeit hergestellt werden. Die Herstellung von Therapeutika ist aber aufgrund strikter Qualitäts- und Sicherheitsvorgaben ein zeitintensiver Prozess. Eine am Grazer RCPE entwickelte "High-Speed-Technologie" könnte die Produktion massiv beschleunigen, teilte das Forschungszentrum mit.
Ob Ebola-Wirkstoffe wie Remdesivir, Ritonavir/Lopinavir oder die Anti-Malariamittel Chloroquin und Hydroxychloroquin, das Virostatikum Favipiravir, oder der Proteasehemmer Camostat Mesilate: Derzeit laufen weltweit viele Studien auf Basis existierender Medikamente bzw. bekannter Wirkstoffe, die gegen das Coronavirus helfen sollen. Sobald ein geeigneter Wirkstoff gefunden wird, werde es einen extremen Bedarf geben, die Medikamente allen betroffenen Personen zugänglich zu machen, blickte der Geschäftsführer und wissenschaftliche Leiter des RCPE, Johannes Khinast, im Gespräch mit der APA in die Zukunft. "Dann müssen in kürzester Zeit Dosen für europa- und weltweit betroffene Patienten produziert werden. Mit der von uns entwickelten und auf 'Continuous Manufacturing'-Verfahren basierenden 'High-Speed-Technologie' kann man die Produktion massiv beschleunigen und in Österreich selbst übernehmen", zeigte sich Khinast überzeugt.
Prozesse optimieren
Das Grazer Forschungszentrum RCPE (Research Center Pharmaceutical Engineering) arbeitet seit Jahren an der Erforschung und Optimierung von Herstellungsprozessen pharmazeutischer Produkte. Vor allem geht es in der Arbeit der rund 130 Mitarbeiter darum, innovative Produktionstechnologien und deren Überwachung zu entwickeln und bestehende pharmazeutische Verfahrensprozesse zu optimieren und zu beschleunigen, wie Khinast schilderte. Denn neben der passenden Struktur und Reinheit des Wirkstoffes dreht es sich in der Medikamentenherstellung immer auch um die Frage wie man diesen am besten zu einem Medikament verarbeitet.
"Der Wirkstoff allein löst das Problem nicht", betonte der Grazer Verfahrenstechniker Khinast. Mit traditionellen Methoden dauere der Herstellungsprozess noch einmal Monate. Nunmehr möchte das RCPE eine österreichische Pharmaproduktionsfirma aufsetzen, die zur schnellen Herstellung großer Mengen an "Notfall-Medikamenten" genutzt werden soll. "Wir haben die Technologie, einen Wirkstoff schnell und in großen Mengen produzieren zu können. Daher planen wir auch - in Ergänzung zur bereits in Betrieb befindlichen Pilotanlage am Grazer RCPE-Standort - die Errichtung einer nach hohen Maßstäben qualitätsgesicherten Produktionsstätte", erklärte der Leiter des Grazer K1-Forschungszentrums seine kühne Idee. "Das Virus wird uns noch lange beschäftigen und das wäre für Österreich ein Sicherheitssystem, das nicht allzu viel Geld kostet und die Österreicher im Notfall versorgen könnte", sagte Khinast.
Keine Unterbrechung
Zur Herstellung von Medikamenten sind traditionellerweise mehrere voneinander abgetrennte Prozessschritte nötig, schilderte der Verfahrenstechniker. Diese Art der Produktion ist zeitaufwendig und kostenintensiv, weil jeder Schritt jedes Mal überprüft und freigegeben werden muss, schilderte Khinast. Bei der Produktion pharmazeutischer Wirkstoffe sei ein Trend weg von den traditionellen diskontinuierlichen chemischen Prozessen in Richtung kontinuierliche Prozessführung und Durchflussverfahren zu beobachten. Mit solchen kontinuierlichen Fertigungsmethoden - also ohne Unterbrechung des Materialflusses, wie bei der derzeit üblichen Chargenproduktion - könnten Medikamente rascher, kostengünstiger und mit gesteigerter Produktqualität auf den Markt gebracht werden, hob Khinast hervor. "Und das nach ein bis zwei Wochen" gab sich der RCPE-Geschäftsführer überzeugt.
Das Grazer RCPE hat bereits vor drei Jahren am Gelände der TU Graz eine zusätzliche Laboranlage eröffnet. Mehr als fünf Millionen Euro wurden investiert. In dem Zubau mit rund 600 Quadratmetern laufen synthetische Chemie, chemische Verfahrenstechnik, Anlagen-und Prozessentwicklung, Prozessanalytik, Simulationswissenschaften, additive Fertigung und kontinuierliche Durchflusschemie zusammen. Nach mehr als sechsjähriger Entwicklungszeit sehe man sich durchaus imstande noch heuer eine nach allen Richtlinien zur Qualitätssicherung der Produktionsabläufe und -umgebung ausgelegte Produktionsstätte zu errichten.
Für Epidemien gerüstet
"Mit dieser neuen Produktionsstätte könnten wir nicht nur zur Bewältigung der Corona-Krise Wesentliches beitragen, sondern auch für künftige mögliche Epidemien gut gerüstet sein", zeigte sich auch Christian Oliver Kappe überzeugt. Der Experte am Gebiet der Flow-Chemie gehört zu den meist zitierten Forschern Österreichs und ist wissenschaftlicher Leiter des K-Projekt "Center for Continuous Flow Synthesis and Processing" (CC FLOW) am RCPE. "Wir haben hier die Synthese der Wirkstoffe, prüfen und überwachen in Echtzeit und können das ganze Produkt hier fertigen. Man könnte 25 bis 30 Kilogramm pro Stunde produzieren, verteilt über 100 Tage könnten im jeweiligen Notfall rund zwei Millionen Menschen in Österreich mit dem entsprechenden Medikament versorgt werden, führte Khinast weiter aus.
Aus Sicht der beiden Experten könnte die Produktionsstätte mit rund 30 bis 35 Millionen Euro innerhalb von sieben bis neun Monaten errichtet werden. Vonseiten der TU habe man eine Zusage, dass bestehende Flächen genutzt werden könnten. "Wir brauchen 200 bis 300 Quadratmeter", sagte Khinast. Wichtig sei, "sofort mit der Umsetzung zu beginnen, damit wir so schnell wie möglich bereit sind", hielt Khinast fest. Erste Gespräche mit den RCPE-Partnern, dem Bund, Land und auf EU-Ebene seien angelaufen, berichtete der wissenschaftliche Geschäftsführer.
Das RCPE (Research Center Pharmaceutical Engineering GmbH) ist ein K1 COMET-Zentrum im Rahmen des Programms Competence Centres for Excellent Technologies (COMET). Es befindet sich im Eigentum der TU Graz (65 Prozent), der Universität Graz (20 Prozent) und der steirischen Joanneum Research GmbH (15 Prozent). Die Projekte werden auch von der Forschungsförderungsgesellschaft FFG, vom Land Steiermark und der Steirischen Wirtschaftsförderungsgesellschaft (SFG) gefördert.