Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI
Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI

Automatisierte Produktionstechnologien für mRNA-basierte Arzneimittel

Formulierung und Charakterisierung von Lipid-Nanopartikeln für nanotherapeutische Anwendungen

The image shows a close-up view of a scientific device, with a circular opening in the foreground featuring a glass window. Inside the chamber, there is a grid-like pattern of green illuminated segments, arranged on a curved surface. A blurred, dark rectangular area sits near the center, suggesting a sensor or component behind the window.
© Fraunhofer IMM

Formulierung

  • Skalierbares Formulierungssystem für das Screening und die Prozessentwicklung zur Verkapselung von Nukleinsäuren
  • Prozessentwicklung für die kontinuierliche Herstellung von mikromischergestützten Nanoträgern
  • Vielseitige Nanoträgersysteme für therapeutische und diagnostische Anwendungen
Schematic overview of automated synthesis of different nanocarrier and their characterization
Automatisierte Synthese verschiedener Nanotransporter und deren Charakterisierung.

Charakterisierung

Physikalisch-chemische Analysemethoden:

  • Bestimmung der Größe 
  • Größenverteilung
  • Zetapotenzial
  • Morphologie (Kryo-TEM)
  • Verkapselungseffizienz (Ribogreen-Assay, HPLC)
  • RNA-Integritätsprüfung (Fragment Analyzer)
  • Lipidanalyse (LC-MS)
© Fraunhofer IMM
Kryo-TEM-Bild von Lipidnanopartikeln.
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Kryo-TEM-Bild von Liposomen.
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Kryo-TEM-Bild von beschichteten Magnet­nanopartikeln.

In-vitro-Evaluierung

Unter Verwendung des gewünschten Zelltyps (menschliche Zelllinien sowie primäre menschliche Zellen) kann Folgendes analysiert werden:

  • Toxizität der Nanotransporter
  • Transfektionseffizienz unter Verwendung von Reportergenen
  • Transgenexpression (Wirksamkeit) in verschiedenen Zelllinien und primären menschlichen Immunzellen
Schematic overview of in vitro evaluation process

In-vivo-Evaluierung

Da wir über mehrere Genehmigungen für Tierversuche verfügen, können wir Folgendes anbieten:

  • Biodistributionsstudien und Gewebe-Targeting unter Verwendung von Reportergenen in Wildtyp-Mäusen
  • Immunzell-Targeting in humanisierten Mäusen
Schematic overview of in vivo evaluation process

Relevante Publikationen

  • Bär C, Blache U, Tretbar US (2025). Advanc­ing mRNA-Based Cell Therapies: The Crucial Role of mRNA Optimization for therapeutic efficacy. Viewpoint Article, Nucleic Acid Insights 2025; 1(2), 1–5, doi: 10.18609/nuc.2025.001
  • Kitte R, Serfling R, Blache U, Seitz C, Schrader S, Köhl U, Fricke S, Bär C, Tretbar US (2025). Optimal chimeric antigen receptor (CAR)-mRNA for transient CAR T cell generation. IJMS, Volume 26,  Issue 3, doi: 10.3390/ijms26030965
  • Kitte R, Rabel M, Geczy R, Park S, Fricke S, Koehl U, Tretbar US (2023). Lipid Nanoparticles outperform Electroporation in mRNA-based CAR T cell Engineering. Molecular Therapy – Methods and Clinical Development, 31, 101139, doi: 10.1016/j.omtm.2023.101139

Industrielle Zusammenarbeit und Partnerschaften

  • Entwicklung und Testung von mRNA-Nanoformulierungen
  • Maßgeschneiderte Erstellung von Formulierungs- und Analysemodulen
  • Technologietransfer und Lizenzierung
  • Unterstützung bei der Protokollierung 
  • Wissenschaftliche Beratung