Mit diesem Verfahren können die nach Stand der Technik verwendeten giftigen, organischen Lösungsmittel komplett durch Wasser ersetzt und damit Nachhaltigkeit mit Kostenoptimierung verbunden werden.
Was sind Peptide?
Peptide sind aktive Biomoleküle, die aus einer Kette von bis zu 100 verknüpften Aminosäuren bestehen und elementare Komponenten in allen lebenden Systemen sind. Ihre biologischen Eigenschaften hängen von der Anzahl der Aminosäuren und deren Position in der Peptidkette ab. Dadurch werden sie als aktive Wirkstoffe in einem breiten Produktspektrum eingesetzt, z. B. als Therapeutika, in Kosmetika oder in Nahrungsergänzungsmitteln.
Stand der Technik und Problematik
Der weitaus größte Teil der am Markt befindlichen Peptide wird u. a. aus Gründen der Kostenökonomie chemisch über die sogenannte Festphasen-Peptidsynthese (solid-phase peptide synthesis (SPPS), Stand der Technik) hergestellt, für den R.B. Merrifield 1984 den Nobelpreis erhielt. Dieser Prozess wurde zwar über die Jahre kontinuierlich verbessert und optimiert, weist allerdings immer noch Nachteile auf. Denn jährlich benötigt die Industrie für die chemische Peptidproduktion zehntausende Tonnen giftiger, umweltschädlicher und teurer organischer Lösungsmittel. Der jährliche globale Bedarf an pharmazeutischen Peptidwirkstoffen beträgt etwa 1,4 Tonnen. Die Herstellung dieser 1,4 Tonnen Wirkstoff verbraucht etwa 13.000 Tonnen organische Lösungsmittel und zusätzliche 6.600 Tonnen für die Aufreinigung. Zudem ist der Einsatz solcher Lösungsmittel mit erheblichen Gesundheits- und Umweltrisiken assoziiert. N,N-Dimethylformamid (DMF), das bei der Peptidsynthese am häufigsten verwendete Lösungsmittel, ist toxisch und fortpflanzungsgefährdend und nach der Europäischen Chemikalienverordnung REACh als Substance of Very High Concern (SVHC) eingestuft. Darüber hinaus erfordert der Umgang mit diesen Chemikalien spezielles Equipment und Sicherheitsvorkehrungen. Entsorgt wird das Lösungsmittel teilweise über Regeneration, was sehr energieaufwendig ist, oder über Verbrennung, die klimaschädliches CO2 erzeugt.
Die Clean Peptide Technology
Die Clean Peptide Technology basiert auf neuen, wasserlöslichen Bausteinen (Schutzgruppen) für die Peptidsynthese. Sie ersetzt die organischen Lösungsmittel durch Wasser, reduziert die notwendigen Chemikalien und minimiert darüber hinaus die Menge an Sondermüll. Zusätzlich umfasst die zum Patent angemeldete Technologie ein effizientes Aufreinigungskonzept, eine simple Abwasseraufbereitung und eine erstmals mögliche Echtzeitüberwachung des Herstellungsprozesses.
Damit sind Kosteneinsparungen von bis zu 50 % verglichen mit dem Stand der Technik möglich. Der Ersatz der toxischen Lösungsmittel durch Wasser erlaubt nicht nur die Reduktion des Sondermülls, sondern verkleinert auch den Einsatz von gefährlichen Stoffen in der Peptidherstellung und damit die Gefährdung für Mensch und Umwelt.
Wie alles begann …
Die Grundbausteine der Clean Peptide Technology wurden Anfang 2014 durch ein Zufallsexperiment von Sascha Knauer im Rahmen seiner Doktorarbeit entdeckt und zum Patent angemeldet. Zusammen mit seiner langjährigen Kollegin Dr. Christina Uth entwickelte er die Clean Peptide Technology. Nach der erfolgreichen Positionierung bei renommierten Wettbewerben wurde im März 2016 die Sulfotools GmbH gegründet. Seitdem werden Pilotprojekte mit industriellen Partnern durchgeführt, um die Clean Peptide Technology zu validieren und kundenorientiert zu optimieren.