Downstream Processing des anticorps monoclonaux
Il est indispensable d'optimiser les étapes en aval ("downstream") des procédés de production d'anticorps monoclonaux (mAb) pour garantir la qualité, le rendement et la stérilité des produits. L'efficacité de chacune de ces étapes dépend d'une multitude de produits, de services et de solutions qui répondent aux différents besoins de chaque procédé.
Accélérer la clarification des flux d'alimentation prétraités
Grâce à l'amélioration constante de l'efficacité des procédés en amont ("procédés upstream"), les fabricants de biomédicaments parviennent à obtenir des densités cellulaires et des titres en anticorps plus élevés. Cela soulève de nouveaux défis en matière de purification en raison de l'augmentation de la concentration des produits et des contaminants. Les technologies de récolte et de clarification évoluent : elles intègrent le prétraitement du flux d'alimentation, notamment par floculation et par différentes méthodes de filtration telles que la filtration à flux normal, la filtration à flux tangentiel et la filtration en profondeur pour améliorer l'efficacité de la séparation. L'objectif est d'accroître les capacités du procédé et la qualité du filtrat tout en minimisant les coûts de bioproduction.
Par exemple, le prétraitement des flux d'alimentation avec un agent de floculation suivi d'une filtration en profondeur constituent une solution de clarification efficace pour la récolte des cultures à haute densité cellulaire. C'est aussi une solution facile à intégrer dans les plateformes existantes. L'agent de floculation agit comme un liant qui agrège les cellules et les débris cellulaires pour former de grosses particules dans une solution. Il existe aujourd'hui des filtres de clarification primaire spécialement conçus pour la récolte des cultures à haute densité cellulaire : ils éliminent les grosses particules par criblage en profondeur tout en conservant une bonne capacité d'adsorption.
Workflow
Procédés upstream
Le procédé upstream commence par le développement des lignées cellulaires et couvre toutes les étapes jusqu'à la récolte des cellules, le but étant d'accroître la densité cellulaire et le titre en produit afin de maximiser la production d'anticorps monoclonaux
Filtration et remplissage finaux
Le remplissage final des produits pharmaceutiques doit répondre à de strictes exigences de stérilité, d'intégrité, d'hygiène, de sécurité opérationnelle et d'efficacité
Sécurité virale
Suivant le mot d'ordre "prévenir, détecter et éliminer", la sécurité virale associe l'analyse des risques, la sélection rigoureuse des matières premières, la réalisation de batteries de tests sur les matières premières et les produits intermédiaires, et la mise en œuvre d'étapes de réduction de la charge virale en aval
Contrôle de la biocharge
Tous les procédés de production d'anticorps monoclonaux présentent un risque de contamination microbienne ; ils doivent donc être conçus pour intégrer des stratégies d'atténuation de ce risque ainsi qu'un contrôle de la biocharge pour être parfaitement maîtrisés
Élimination des agrégats
Les agrégats protéiques sont un point épineux tout au long du processus de production des anticorps monoclonaux, aussi bien en amont qu'en aval ; la maîtrise de la teneur en agrégats est donc cruciale pour maximiser l'efficacité et la robustesse des procédés
Intensifier le polissage des anticorps monoclonaux grâce à la filtration tangentielle en un seul passage et à la chromatographie d'échange d'anions
Bien que les procédés downstream de purification d'anticorps monoclonaux utilisent souvent une résine échangeuse d'anions (AEX) en flux continu comme étape finale d'adsorption des impuretés, cette étape de polissage classique peut causer des goulets d'étranglement en raison de la taille des colonnes et de leur temps de traitement. De plus en plus de fabricants misent sur une nouvelle solution : la préconcentration du flux d'alimentation en anticorps monoclonaux avant la colonne de résine AEX, par une étape de filtration tangentielle en un seul passage couplée en ligne avec la chromatographie sur colonne de résine AEX. Cette technique améliore la capacité de rétention des HCP (impuretés protéiques provenant des cellules hôtes) de la résine AEX, tout en évitant les goulets d'étranglement à l'étape de polissage par échange anionique.
Augmenter l'efficacité de la purification grâce à la chromatographie sur membrane
Les techniques de purification classiques impliquent généralement de faire des compromis lors de la conception des procédés. Ainsi, les colonnes de chromatographie à base de résine sont souvent surdimensionnées en raison d'un débit insuffisant, et sont moins compatibles avec la souplesse opérationnelle. Les adsorbeurs à membrane conventionnels offrent un débit plus rapide, mais leur faible capacité de liaison peut ne pas assurer une robustesse de procédé suffisante.
Pour pallier ces inconvénients, une nouvelle génération de membranes chromatographiques à échange d'anions à haute capacité et à haut débit a été mise au point : elles allient une forte capacité de liaison et un débit élevé dans un format à usage unique prêt à l'emploi. Cette nouvelle solution de purification permet de concevoir des procédés plus efficaces, plus souples et plus robustes.
Traiter les flux d'alimentation de haute viscosité tout en les concentrant
Convertir les traitements administrables par perfusion en solutions injectables par voie sous-cutanée permet d'améliorer le confort et la satisfaction des patients. La mise au point de ces solutions pose plusieurs défis :
- Fournir un médicament beaucoup plus concentré
- Concevoir un procédé d'ultrafiltration efficace, avec des tampons de formulation de qualité
- S'affranchir des contraintes de viscosité de certains systèmes de filtration tangentielle
Les cassettes de filtration à flux tangentiel conçues pour les applications à haute viscosité permettent de concentrer les médicaments sans nécessiter le remplacement des pompes ni la modification des systèmes en place.
Des combinaisons d'excipients visant à réduire la viscosité des solutions de protéines hautement concentrées peuvent être utilisées pour améliorer les aspects économiques du procédé au cours de la TFF. Cela peut permettre d'obtenir une concentration finale en protéines plus élevée dans une formulation encore administrable avec des seringues standards.
Optimiser la réutilisation et le stockage des cassettes de filtration tangentielle
La qualification de la réutilisation, de la durée de vie et du stockage des cassettes de filtration tangentielle constitue un point important pour l'optimisation et la qualification de tout procédé de fabrication. Il est indispensable de comprendre les exigences et les risques applicables au stockage et à la réutilisation des cassettes de filtration tangentielle pour élaborer un plan de validation complet et atténuer les éventuels risques de rappel de produits ou d'arrêt de production.
Optimiser le nettoyage pour prolonger la durée de vie des résines chromatographiques
Les résines de chromatographie représentent une part importante des coûts de production des anticorps monoclonaux. Pour améliorer leur rendement et maximiser leur durée de vie, ces résines doivent être correctement nettoyées avant toute réutilisation afin d'éliminer les espèces colmatantes.
Optimiser les procédures de nettoyage des résines sur plusieurs cycles, par des expériences classiques à l'échelle de laboratoire, prend du temps et consomme beaucoup de matières premières. Il est cependant possible d'utiliser des outils de criblage à haut débit miniaturisés. Les essais à échelle miniaturisée permettent d'obtenir des résultats plus rapidement tout en limitant le volume de matières premières et de tampons nécessaire.
Ressources produits apparentées
Expression, purification et formulation d'anticorps monoclonaux (mAb)
Documentation technique apparentée
Webinaire : Industry Best Practices for TFF Cassette Reuse and Storage
Webinaire : High-throughput Process Development: Utilizing the Full Potential of Miniature Chromatography Columns
Webinaire : Challenges and Options in High-Viscosity Tangential Flow Filtration
Webinaire : High-viscosity Ultrafiltration Formulation
Webinaire : Intensified mAb Polishing: Linking Single Pass Tangential Flow Filtration with Anion Exchange Chromatography
Webinaire : Downstream Process Intensification for Virus Purification Using Membrane Chromatography
Articles et notes d'application
Article : pDADMAC Flocculant Reagent for Use with Clarisolve® Depth Filters
Article : Flocculant Reagent for Use with Clarisolve® Depth Filters
Dossier technique : Techniques for Demonstrating Cleaning Effectiveness of Ultrafiltration Membranes
Note d'application : pDADMAC Flocculant Reagent for Use with Clarisolve® Depth Filters
Note d'application : Natrix® Q Chromatography Membrane
Note d'application : Natrix® Q Membrane Adsorber
Note d'application : Intensified Polishing Using SPTFF with Anion Exchange Chromatography
Fiches techniques
Fiche technique : Clarification Solutions for Pre-treated Feed Streams
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