Лучшие советы по оптимизации последующих процессов в биофармацевтическом производстве

От смол до буферов и одноразовых технологий – существует множество возможностей для улучшения последующих процессов.

Нанду Деоркар, Чонмин О, Пранав Венгсаркар, Джонатан Фура | 05.04.2023 | 6 минут чтения | Практичный

Новые методы лечения, включая клеточную и генную терапию, являются захватывающими и, безусловно, начинают расширять ассортимент, однако традиционные биологические препараты; моноклональные антитела до сих пор доминируют в мире биофармацевтики. Исследования показали, что клинический ассортимент препаратов на основе антител вырос за последний год на 30 процентов (1), исключая терапию антителами против COVID-19, что подчеркивает важность этих методов лечения и необходимость их эффективного производства.

Учитывая, что 60–80 процентов затрат на производство моноклональных антител можно отнести на последующую переработку (2), устранение узких мест на последующих этапах производства и повышение урожайности будут по-прежнему оставаться важным приоритетом для производителей моноклональных антител – особенно на фоне растущего спроса. Ниже мы предлагаем несколько предложений.

На этапе захвата наиболее широко используемой смолой является белок А. Белок А легко внедрить в качестве стандартного процесса очистки и имеет прочную регулятивную репутацию (3); однако стоимость смолы значительна, поэтому важно оптимизировать процесс для максимизации затрат и эффективности. Ключевым моментом при оптимизации процесса является понимание роли динамической способности связывания (DBC) в общей производительности белка А. Использование смолы с более высоким DBC может повысить производительность этапа захвата, сохраняя при этом размеры колонок и сводя к минимуму модификацию оборудования, особенно когда речь идет о процессах культивирования клеток с высоким титром.

Чтобы доказать эту точку зрения, мы провели моделирование с использованием программного обеспечения BioSolve, рассчитав количество циклов связывания/элюирования, время процесса и объемы буфера, необходимые для партии биореактора объемом 2000 л. Мы рассмотрели три модельные смолы с DBC в диапазоне 30–65 г/л. Допущения, сделанные для расчетов, обобщены в таблице 1. Мы поддерживали размер колонки на уровне 68,6 л для реактора для культивирования клеток емкостью 2000 л со значением титра 5 г/л. Мы оценили производительность процесса на основе количества циклов, необходимых для каждой партии, а также времени процесса.

Таблица 1. Параметры процесса моделирования

Что мы нашли? Смолы с более высоким DBC значительно сокращают количество циклов и общее время последующей обработки (см. Таблицу 2 и Рисунок 1). Примечательно, что за счет сокращения количества циклов можно также снизить эксплуатационные риски и поцикловые затраты на рабочую силу и расходные материалы.

Таблица 2.

Аналогичным образом, меньший объем потребления буфера не только снижает стоимость сырья, но также время приготовления буфера, размер буферного резервуара и метод приготовления. В нашей модели смола C снизила общее потребление буфера примерно на 40 и 30 процентов по сравнению со смолами A и B соответственно.

Создание буферов собственными силами — это хорошо зарекомендовавший себя метод, подходящий для производства больших объемов, однако подготовка буферов часто требует использования коммунальных услуг и ресурсов, таких как вода для инъекций (WFI), которые могут быть ограничены из-за спроса в других системах, таких как чистые системы. -на месте или другие технологические линии. Кроме того, огромное количество и объем буферных растворов, необходимых для всего последующего процесса очистки, может вызвать проблемы с планированием для группы подготовки буферов, пытающейся удовлетворить требования производственного графика. Снижение требований к буферным растворам обеспечивает дополнительную гибкость, поскольку эти операции требуют значительной инфраструктуры, включая складские помещения для хранения сырья перед его использованием, зону взвешивания и дозирования сырья, а также место для хранения готовых растворов, которые часто хранятся в коридорах из-за нехватка места. Кроме того, сами резервуары из нержавеющей стали могут занимать значительную площадь на объекте и часто подвергаться проблемам с коррозией из-за едкой природы и высокого содержания хлоридов в обычно используемых буферных растворах.

Новые разработки в области одноразовых технологий добавили гибкости методам приготовления буфера, позволяя малым и средним предприятиям перейти на одноразовые резервуары для приготовления буфера. Это позволило ускорить переналадку при приготовлении буфера, сэкономив время и затраты в производственных процессах (4). Одноразовые системы обработки жидкостей могут помочь уменьшить узкие места, особенно в производстве клеточной терапии, где последующая обработка часто замедляется из-за отсутствия подходящих закрытых производственных систем. Доступные закрытые автоматизированные системы часто не подходят для больших объемов аллогенной клеточной терапии. Если биопроизводитель использует одноразовое оборудование, авторитетный поставщик с цепочкой поставок из нескольких источников является ключом к предотвращению сбоев.