创新的基于mRNA的治疗药物和疫苗为抗击癌症、遗传疾病和感染提供了希望。然而，它们的开发和生产过程复杂、缓慢且难以规模化。七家弗劳恩霍夫研究所正在努力改变这一状况。在RNAuto项目中，他们现已开发出一种快速、灵活且具有成本效益的自动化、数字化控制生产系统。
医学研究在开发基于mRNA的药物方面取得了巨大进展（RNA是核糖核酸，"m"代表"信使"）。它们的活性成分可以将蛋白质的蓝图（即其遗传信息）转运到细胞中。这些药物在医学中用于疫苗、基因治疗和细胞治疗，都是治疗传染病、遗传疾病或癌症的高效疗法。
然而，生产速度跟不上日益增长的需求。这些创新活性成分的生产过程也很复杂，需要频繁的人工检查和中间步骤。
在RNAuto项目中，弗劳恩霍夫研究人员开发了一种解决方案，能够在模块化系统中实现自动化、数字化控制的生产。质量控制集成在系统中，并在持续生产过程中进行。因此，基于mRNA的治疗药物的制造速度比传统方法快数倍，同时可以在单次生产中产出更大数量。
RNAuto项目涉及总共七家弗劳恩霍夫研究所的合作。该项目由莱比锡弗劳恩霍夫细胞治疗和免疫学研究所（IZI）的免疫肿瘤学专家、所长Ulrike Köhl领导。弗劳恩霍夫IZI的研究团队凭借多个过去项目积累的多年经验，在新型药物的分子生物学设计和生物工艺开发方面拥有深厚的专业知识。"该项目除其他成果外，还为细胞和基因治疗的mRNA开发提供了高质量的工艺，"分子生物学家Sandy Tretbar解释道。
基于mRNA活性成分的保护性纳米胶囊
基于mRNA的活性成分敏感且易快速降解。因此，它们被包裹在保护性脂质胶囊中。脂质纳米颗粒的结构与细胞膜相似，使其能够与细胞融合并释放活性成分。
在生产过程中，在受控条件下使用微混合器将mRNA分子与脂质连续配制成脂质纳米颗粒。然后将颗粒在溶液中稳定化、中和和过滤。最终产品在生产线旁通过单一连续过程生成，无需中断或中间检查。
系统的每个组件都分配有一个数字孪生体，保存其技术属性。数字孪生体在生产过程中从集成传感器收集数据。最重要的元素是作为配制模块的微混合器，以及提供纳米颗粒尺寸和分布信息的DLS（动态光散射）分析，后者充当基于传感器的质量控制。这些技术模块由弗劳恩霍夫微工程和微系统研究所（IMM）开发和提供。将质量控制集成到生物工艺中消除了需要中断工艺以手动收集和分析样本的必要性。
"所有工艺数据都系统地记录并存储在结构化的数字文档中，为后续生产周期的数据驱动优化奠定了坚实基础，"弗劳恩霍夫实验软件工程研究所（IESE）的研究员Rolf Hendrik van Lengen解释道。在该系统原型建造地弗劳恩霍夫生产技术研究所（IPT）的Niels König补充道："系统的模块化设计使得能够灵活适应新的生物工艺和活性成分的不同变体。"
具有成本效益的生产
弗劳恩霍夫研究人员在RNAuto项目中专注于优化产品和工艺质量，为快速、可扩展且具有成本效益的生产铺平了道路。相关的良好生产规范（GMP）标准已在每个制造步骤中考虑，以确保安全和质量不打折扣。
RNAuto技术平台非常适合药物开发者和制造商，他们希望开发基因或细胞治疗中活性成分的变体或修改疫苗并启动相应的测试系列。为此，可以为工业客户提供定制的生物工艺和生产解决方案，以快速开发新的基于mRNA的活性成分。
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