GMM-FDA-GRAS-Zertifizierung: Drei zentrale Dimensionen erklärt

Im Kern bedeutet der GRAS-Status, dass ein Stoff unter seinen vorgesehenen Verwendungsbedingungen aufgrund des Konsenses qualifizierter Experten allgemein als sicher anerkannt ist. Bei aus GMMs gewonnenen Stoffen stellt sich jedoch vor allem die Frage, ob die genetische Veränderung neue Sicherheitsrisiken hervorruft. Die Bewertungslogik der FDA für GMMs dreht sich daher um eine umfassende Sicherheitsbewertung von Anfang bis Ende – vom Ursprung des Produktionsstamms bis zur Sicherheit des Endprodukts für den menschlichen Verzehr. 

REACH24H hat diesen Bewertungsrahmen in die folgenden drei Kerndimensionen gegliedert:

Stamm und genetische Veränderung – die Sicherheitsgrundlage

Diese Säule bildet den Ausgangspunkt der Sicherheitsbewertung von GMMs und ist zugleich die Phase, die am anfälligsten für Nachweislücken ist. Es muss eine vollständige und schlüssige Beweiskette etabliert werden, die den Empfängerstamm, genetische Elemente, Veränderungsverfahren und den finalen Produktionsstamm umfasst.

• Sicherheitsbewertung des Empfängerstamms: Die Kerndokumentation sollte die taxonomische Identifizierung des Produktionsorganismus (bestätigt bis zur Ebene der Spezies durch phänotypische, genotypische und Gen-Sequenzierungsanalysen), Daten zur bisherigen Verwendung sowie Screeningberichte für Gene umfassen, die mit Virulenz, antimikrobieller Resistenz und Toxinproduktion assoziiert sind. Stämme mit einer gut dokumentierten sicheren Verwendung sollten bevorzugt werden. Beispielsweise zeichnen sich Escherichia coli K-12-Derivate wie DH1 und MG1655, die über 70% der für die HMO-Herstellung verwendeten Produktionsstämme ausmachen, durch ihre Nichtpathogenität und gut charakterisierten genetischen Hintergründe aus, wodurch die regulatorische Komplexität der Sicherheitsbewertung erheblich reduziert wird.

• Transparente Charakterisierung genetischer Veränderungen: Der Ursprung (Sicherheit des Spenderorganismus), die Funktion (Wirkmechanismus des Zielgens und der regulatorischen Sequenzen) und die Struktur (Nukleotidsequenz und deduzierte Aminosäuresequenz) aller eingefügten oder deletierten Sequenzen müssen eindeutig dokumentiert werden. Von besonderer Bedeutung ist der Ausschluss jeglicher Homologie zwischen den neu exprimierten Proteinen und bekannten Toxinen oder Allergenen durch umfassende bioinformatische Analysen.

• Sicherheitsbewertung des Produktionsstamms: Die Kerndokumentation für den Produktionsstamm sollte einen Stammidentifizierungsbericht, einen Bericht zur Gesamtgenomsequenzierung (WGS) , Screeninganalysen für Virulenz-, antimikrobielle Resistenz- und toxinassoziierte Gene sowie bioinformatische Bewertungen der Allergenität und Toxizität aller heterologen Proteine umfassen. Darüber hinaus müssen experimentelle Daten aus mindestens fünf aufeinanderfolgenden Passagen vorgelegt werden, um die Stabilität der Transgenintegration und die Konsistenz der Expressionsproduktprofile zu überprüfen und sicherzustellen, dass der Produktionsstamm während der großtechnischen Fermentation keinen Genverlust oder keine Mutation aufweist.

Geschlossener Risikokontrollkreislauf – Herstellungsprozess und Sicherheit des Endprodukts

Die Bewertung von aus GMMs gewonnenen Produkten durch die FDA geht über den Produktionsstamm selbst hinaus und legt gleichermaßen Wert auf die enge Verbindung zwischen Prozesskontrollierbarkeit und Sicherheit des Endprodukts.

• Vollständige Rückverfolgbarkeit des Herstellungsprozesses: Es muss ein detailliertes Fließdiagramm des Prozesses eingereicht werden, das Spezifikationen der Rohstoffe, Fermentationsparameter (Temperatur, Feuchtigkeit, Belüftungsrate), Reinigungsschritte (z. B. chromatografische und Filtrationsparameter) sowie Inaktivierungsverfahren (bei Beteiligung lebensfähiger Organismen) abdeckt. Besondere Aufmerksamkeit sollte dem Nachweis gewidmet werden, wie ein horizontaler Gentransfer verhindert und wie GMM-Rückstände während der gesamten nachgelagerten Verarbeitungskette wirksam entfernt werden.

• Kontrolle von Rückständen und Verunreinigungen im Endprodukt: Drei zentrale analytische Bewertungen sind erforderlich, um die Reinheit und Sicherheit des Produkts nachzuweisen: Darüber hinaus müssen Spezifikationen für Schwermetalle, Restlösungsmittel, Fermentationsnebenprodukte und andere potenzielle Kontaminanten festgelegt und für jede Charge entsprechende analytische Prüfberichte vorgelegt werden.

• Verbleibende Fremd-DNA: Nachweis von Zielgenen, Markergenen und anderen spezifischen Nukleotidsequenzen, um deren Abwesenheit im Endprodukt zu bestätigen.

• Rückstände lebensfähiger Zellen: Bestätigung, dass im Endprodukt keine lebensfähigen GMM-Zellen vorhanden sind, anhand von Daten aus mindestens drei nicht aufeinanderfolgenden Produktionschargen.

• Verbleibende heterologe Proteine: Überprüfung, dass keine exogenen Proteine in das Endprodukt gelangen und dadurch Risiken allergischer Reaktionen, Toxizität oder Immunogenität vermindert werden.

Wissenschaftlicher Begründungsrahmen – Integration toxikologischer und sicherheitsbezogener Daten

Die Sicherheitsbewertung von aus GMMs gewonnenen Stoffen muss toxikologische Studien mit anderen relevanten Sicherheitsdaten verknüpfen, um einen umfassenden und wissenschaftlich belastbaren Begründungsrahmen zu schaffen.

• Anforderungen an die Datenqualität: Toxikologische Studien sollten unter Einhaltung der Guten Laborpraxis (GLP) durchgeführt werden und nach Möglichkeit den OECD-Prüfrichtlinien folgen, um Reproduzierbarkeit und Rückverfolgbarkeit der Daten sicherzustellen. Zu den zentralen toxikologischen Datensätzen gehören üblicherweise:

• Drei Genotoxizitätsprüfungen: Ames-Test, Chromosomenaberrationstest in vitro und Mikronukleustest in vitro;

• Subchronische Toxizitätsstudie: 90-tägige orale Toxizitätsstudie an Nagetieren; und

• Allergenitätsbewertung: bioinformatische Sequenzhomologiesuchen gegen bekannte Allergene, gegebenenfalls ergänzt durch Sensibilisierungsprüfungen in vitro.

• Zentrale Logik der Risikobewertung: Der toxikologische Datensatz wird verwendet, um die Dosis ohne beobachtete schädliche Wirkung (NOAEL) für den Stoff festzulegen. Anschließend wird ein Sicherheitsfaktor von 100 oder höher angewendet (bestehend aus dem 10-fachen Faktor für Unterschiede zwischen den Spezies und dem 10-fachen Faktor für die interindividuelle Variabilität), um eine sichere Aufnahmemenge (z. B. ADI) abzuleiten. Dieser gesundheitsbasierte Richtwert wird anschließend mit der geschätzten täglichen Aufnahme (EDI) aus der Bewertung der ernährungsbedingten Exposition verglichen, um die Gesamtschlussfolgerung zur Sicherheit unter den vorgesehenen Verwendungsbedingungen zu stützen.

Um Industrieantragsteller zusätzlich bei der Orientierung in der regulatorischen Landschaft zu unterstützen, hat REACH24H auch die wesentlichen Unterschiede bei den Dokumentationsanforderungen für neuartige, aus GMMs gewonnene Produkte in den Vereinigten Staaten, der Europäischen Union und China zusammengefasst.

Im Vergleich zu den regulatorischen Rahmenwerken in China und der EU schreibt der US-amerikanische GRAS-Notifizierungsweg für aus GMMs gewonnene Produkte die folgenden Studien nicht als Voraussetzung für die Einreichung vor:

• Prüfung von GMM-Rückständen in Abfallströmen der Herstellung (d. h. „drei Abfälle“ – Abwasser, Abgase und feste Abfälle);

• Prüfung des Produktionsstamms auf Pathogenität, antimikrobielle Resistenz oder Toxigenität;

• Zytotoxizitätsprüfungen; und

• Teratogenitätsstudien (Entwicklungstoxizität).

Bei Letzteren wird die Notwendigkeit einer Teratogenitätsprüfung von Fall zu Fall bestimmt, abhängig von der Art des Stoffes und seinen vorgesehenen Verwendungsbedingungen.

Insgesamt orientiert sich der Sicherheitsbewertungsrahmen der US-amerikanischen FDA für aus GMMs gewonnene Produkte zwar an ihren veröffentlichten Leitliniendokumenten, verfolgt jedoch im Vergleich zu den stärker präskriptiven, detaillierten Prüfvorgaben der chinesischen und EU-Vorschriften einen flexibleren, wissenschaftlich geprägten Ansatz.

REACH24H empfiehlt Industrieantragstellern, vorausschauend zu planen und ein robustes, transparentes sowie wissenschaftlich belastbares Datenpaket für ihre aus GMMs gewonnenen Produkte zu entwickeln. Ein gut strukturiertes Dossier, das auf solider wissenschaftlicher Begründung beruht und den Erwartungen der FDA entspricht, ist entscheidend für eine erfolgreiche GRAS-Feststellung und die Erschließung des globalen Marktzugangs.

Wie erhält man den GRAS-Status?

Grundsätzlich kann jede Einzelperson oder Organisation eine GRAS-Feststellung für einen Stoff über einen der folgenden zwei Wege anstreben:

• Selbstbestätigter GRAS-Status: Dieser Weg umfasst die Einberufung eines Gremiums qualifizierter Experten, das die verfügbaren Sicherheitsdaten bewertet und zu dem Schluss kommt, dass der Stoff unter seinen vorgesehenen Verwendungsbedingungen GRAS ist. Die daraus resultierende GRAS-Feststellung wird in einem Dossier zum selbstbestätigten GRAS-Status dokumentiert, das nicht bei der FDA eingereicht wird und beim Notifizierenden vertraulich verbleibt.

• Bei der FDA notifizierter GRAS-Status: Dieser Weg umfasst die Erstellung eines umfassenden GRAS-Dossiers, das anschließend der FDA zur formellen Prüfung vorgelegt wird. Die FDA bewertet die Einreichung und stellt eine Antwort aus, typischerweise in Form eines „No Questions Letter“, wenn die Behörde der GRAS-Feststellung zustimmt.

Es ist zu beachten, dass eine GRAS-Notifizierung bei der FDA im Allgemeinen die Schlussfolgerungen und Expertenmeinungen des qualifizierten Expertengremiums enthält, die ursprünglich für die selbstbestätigte GRAS-Feststellung entwickelt wurden.

Kurz gesagt ermöglicht eine Notifizierung zum selbstbestätigten GRAS-Status die Vermarktung des Stoffes in den Vereinigten Staaten, während eine GRAS-Notifizierung bei der FDA größere Vorteile hinsichtlich Marktkommunikation und Verbraucherakzeptanz bietet. Der FDA-Notifizierungsweg erfordert jedoch in der Regel einen längeren Prüfzeitraum. Unternehmen können je nach ihrer spezifischen Marktstrategie und ihren Plänen für die Produkteinführung zwischen den beiden Optionen wählen.