Diosynths nieuwe methode om eiwitten te produceren is sneller en eenvoudiger, en levert hoge kwaliteit.

Diosynth, een business unit van Akzo Nobel die zich vooral richt op de productie van complexe, actieve farmaceutische ingrediënten, heeft een nieuwe, snelle methode ontwikkeld om langs synthetische weg peptiden van hoge kwaliteit te produceren: DioRaSSP. Op het Tides 2003 Symposium in Las Vegas is de methode onlangs voor de eerste keer aan het publiek gepresenteerd.

Lage kosten

Peptiden worden door de farmaceutische industrie onder meer geproduceerd voor de behandeling van kanker, trombose en infecties. De syntheses bestaan uit opeenvolgende cycli van koppeling en ontscherming. Tijdens elke cyclus wordt één aminozuur aan de groeiende peptidenketen toegevoegd. Er zijn twee klassieke methoden: oplossingssynthese en solid-phase synthese.

De oudste methode is die van de synthese in oplossing. Hierbij wordt de groeiende peptidenketen aan het einde van elke cyclus middels precipitatie geïsoleerd, waarbij tevens een beperkte zuivering optreedt. Deze isolaties leiden echter tot relatief lange initiële ontwikkelingstijden en productietijden, terwijl ze soms ook problemen kunnen geven bij de opschaling van het proces. De methode is echter zeer gunstig wat betreft de grondstofkosten en mogelijkheden tot opschaling.

Hoog tempo

Bij de solid-phase synthese bouwt men het peptide stap voor stap op terwijl het gehecht zit aan een vaste drager. Na elke reactiestap worden overmaten aan reagentia en bijproducten middels filtratie verwijderd, waarbij de vaste drager met daaraan het groeiende peptide op het filter achterblijft. Deze methode kent hoge grondstofkosten: de vaste drager is duur en niet-recyclebaar, terwijl reagentia in grote overmaat moeten worden toegevoegd om de reacties af te laten lopen. Om deze overmaten effectief weg te wassen, moeten de wassingen vaak worden herhaald, hetgeen leidt tot grote organische afvalstromen. Solid-phase synthese is tevens moeilijker op te schalen dan de synthese in oplossing. Het is echter een snel proces dat zich gemakkelijk laat automatiseren.

Voordelen gecombineerd

Onder meer gedreven door de noodzaak de ontwikkelingstijd voor nieuwe producten te verkorten, heeft de onderzoeksgroep van Ivo Eggen en Paul ten Kortenaar, na een grondige analyse van de twee klassieke synthesemethoden, de voordelen van allebei weten te combineren in de DioRa­SSP-methode. DioRaSSP staat voor Diosynth Rapid Solution Synthesis of Peptides Synthese. Het proces vindt in oplossing plaats, maar in essentie heeft de synthese meer weg van de solid-phase methode. Het groeiende peptide is als het ware verankerd in een permanente organische fase door het aanbrengen van hydrofobe beschermgroepen. De chemie is zodanig gekozen, dat bijproducten en geringe overmaten aan reagentia kunnen worden verwijderd middels waterige extracties. De hoge kwaliteit van de producten is gegarandeerd door een speciale truc, waarmee geactiveerde aminozuren na een koppeling worden afgevangen (‘quenching’). Aangezien geen tussentijdse isolaties nodig zijn en syntheses volgens een generiek protocol verlopen, is automatisering mogelijk. De milieubelasting is laag aangezien gebruik wordt gemaakt van een permanente organische fase.

De laatste drie jaar heeft Diosynth met DioRaSSP al diverse processen kunnen opschalen tot multi-kg-schaal. Het langste volgens DioRa­SSP gesynthetiseerde peptide bestaat tot nu toe uit twaalf aminozuren. Elke gewenste lengte is echter in principe mogelijk. Inmiddels heeft Diosynth wereldwijd octrooien aangevraagd op deze uitvinding.