Produzione di vaccini a subunità proteica
Sequenza del processo produttivo di vaccini a subunità proteica
I vaccini a subunità proteica si servono di frammenti ricombinanti purificati di proteine virali quali antigeni per stimolare il sistema immunitario e generare un’immunità protettiva. Poiché i frammenti di proteine virali non sono in grado di causare un'infezione, i vaccini a base di proteine ricombinanti sono considerati più sicuri rispetto all'uso di virus vivi attenuati o inattivati. La risposta immunitaria generata dai vaccini proteici, tuttavia, può essere più debole rispetto a quella prodotta da altri tipi di vaccini, per cui può essere necessario l'uso di un adiuvante. Per produrre le subunità proteiche ricombinanti ci si può avvalere di diversi sitemi di espressione, tra cui la fermentazione microbica, le cellule di mammifero e le cellule di insetto. È poi necessario un robusto processo downstream per rimuovere eventuali impurezze e contaminanti, seguito dalla filtrazione sterilizzante e dal riempimento finali.
Ottimizzazione della produttività upstream
Sebbene siano disponibili diverse piattaforme per la produzione upstream di proteine ricombinanti per vaccini a subunità proteica, è necessario ottimizzare l'approccio selezionato in modo che esso raggiunga gli obiettivi di produttività e sia riproducibile e scalabile.
Per la produzione di proteine ricombinanti si utilizzano preferibilmente cellule ovariche di criceto cinese (CHO) in quanto esse vengono trasfettate facilmente e offrono una resa proteica elevata. Un’altra possibilità per produrre proteine ricombinanti è l’espressione in cellule di insetto che sono vantaggiose dal punto di vista economico, scalabili e meno esigenti delle cellule mammifere.
Ottenimento dei massimi livelli di recupero downstream e di rimozione delle impurezze
Le fasi di purificazione downstream finalizzate alla cattura e alla concentrazione dell'antigene vaccinale e alla rimozione delle impurezze di processo e di quelle correlate al prodotto sono intrinsecamente impegnative e costose. Le subunità proteiche ricombinanti possono essere particolarmente difficili da separare dai sottoprodotti, come le forme tronche, durante la produzione. Per questo è essenziale avere accesso a una serie di soluzioni downstream con cui ottimizzare il processo e ottenere il massimo recupero.
Sicurezza del paziente garantita grazie alla filtrazione sterilizzante e a opportune procedure di formulazione e di riempimento finale
A garanzia della sicurezza del paziente, le subunità proteiche ricombinanti devono essere sottoposte a filtrazione sterilizzante con filtri da 0,22 µm. Per la formulazione dei vaccini si possono utilizzare componenti di processo monouso; ad esempio, attraverso raccordi rapidi sterili è possibile connettere a un miscelatore le sacche monouso contenenti i reagenti che servono per la formulazione. Dopo la formulazione, il vaccino può essere trasferito con tecniche asettiche in sistemi monouso per il riempimento finale e l’infialamento.
Qualità integrata nel processo
L’impiego di software per la raccolta, il monitoraggio e l’analisi dei dati, insieme all'integrazione di tecnologie analitiche di processo (PAT) nel flusso produttivo, assicura una comprensione del processo più profonda, un incremento dell’agilità e della flessibilità di processo e una maggiore garanzia di qualità. La spettroscopia Raman è uno dei tanti strumenti utilizzati nell’ambito delle tecnologie PAT, in quanto consente di monitorare nel tempo la composizione molecolare di un campione che riflette i parametri critici di processo (CPP) e gli attributi critici per la qualità (CQA).
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Chiarificazione
Chiarificazione
Con la chiarificazione si separano le proteine ricombinanti da una serie di impurezze e si prepara la miscela biologica proveniente dal bioreattore alle purificazioni downstream; adatti allo scopo sono, ad esempio, la soluzione di pDADMAC al 10%, nuovi filtri di profondità ottimizzati come i filtri pod Millistak+® monouso, i pod Millistak+® HC Pro o i pod Clarisolve® monouso.
Downstream - Filtrazione a flusso tangenziale
La filtrazione a flusso tangenziale aiuta a garantire una resa elevata, l'efficienza del processo e il recupero delle subunità proteiche ricombinanti, contribuendo nello stesso tempo alla rimozione delle impurezze. Il nostro portafoglio include soluzioni per ultrafiltrazione/ diafiltrazione come le cassette Pellicon® 2, le cassette Pellicon® 3 o le capsule Pellicon®, ma anche sistemi monouso come i Mobius® TFF 80.
Downstream – Cromatografia e clearance virale
Cromatografia per cattura e/o polishing con la soluzione Mobius® FlexReady e le resine per cromatografia a scambio ionico; purificazione finale (polishing) con le membrane cromatografiche. Concentrare l'antigene vaccinale ricombinante, separare le impurezze e i contaminanti indesiderati e garantire la clearance virale con le unità Viresolve® Pro o la soluzione Mobius® FlexReady per la filtrazione dei virus su larga scala è una parte essenziale del processo.
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Prodotti chimici per il processo e la formulazione
Nel corso dell’intero processo produttivo, dalle fasi upstream fino alla formulazione si fa uso di sostanze chimiche. Il nostro portafoglio comprende tutti i tamponi e i sali che servono, ma anche eccipienti e sostanze necessarie per il lavaggio in situ. Poter disporre del grado qualitativo opportuno e della esauriente documentazione assicurata dal programma Emprove® è essenziale ai fini della qualifica, della valutazione del rischio e dell'ottimizzazione del processo per lo sviluppo e la produzione di vaccini.
Filtrazione sterilizzante e riempimento finali
Per garantire la sicurezza dei pazienti, sono necessarie procedure di filtrazione sterilizzante, di formulazione e di riempimento finale robuste, come quando ci si avvale dei filtri Millipak® per riempimento finale, della soluzione di miscelazione monouso Mobius®, dei sistemi assemblati 2D e 3D e dei sistemi di stoccaggio Mobius® e, infine delle soluzioni per il campionamento sterile Novaseptum® Go.
Software analitici e tecnologia PAT
Impiegando tecnologie analitiche di processo (PAT) e i software Bio4C ProcessPad™ per l’analisi dei dati e Bio4C Orchestrator™ per l’automazione, è possibile integrare la qualità nei processi produttivi di vaccini a subunità proteica, tramite il monitoraggio e il controllo in linea e in tempo reale.
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