Fasi downstream della produzione di mAb
L’ottimizzazione delle fasi downstream del processo di anticorpi monoclonali (mAb) è fondamentale ai fini della qualità, della resa e della sterilità del prodotto. Per ottenere il meglio in ogni fase della produzione, è necessario poter disporre di una vasta gamma di prodotti, servizi e soluzioni in grado di soddisfare le particolari esigenze di ogni processo.
Accelerazione della chiarifica di feed pretrattati
L’impiego di processi upstream sempre più efficienti permette ai produttori biofarmaceutici di ottenere densità cellulari e titoli anticorpali più elevati. La migliore efficienza delle fasi upstream ha proposto nuove sfide per quanto riguarda la purificazione, a causa delle elevate concentrazioni di prodotti e contaminanti. Le tecnologie di raccolta e chiarificazione si stanno evolvendo verso l'integrazione del pretrattamento del feed con l'inclusione della flocculazione e di vari metodi di filtrazione, come la filtrazione a flusso ortogonale o tangenziale e la filtrazione di profondità, per migliorare l’efficienza della separazione. L’obiettivo è aumentare le capacità del processo e la qualità del filtrato, riducendo il più possibile i costi del bioprocesso.
Ad esempio, il pretrattamento del feed con un reagente di flocculazione, seguito dalla filtrazione di profondità, è una soluzione di chiarificazione efficace per la raccolta di colture ad alta densità cellulare facilmente integrabile nelle attuali piattaforme. Il reagente di flocculazione, agendo da legante, aggrega le cellule e i detriti cellulari a formare particelle più grandi all’interno di una soluzione. Sono ora disponibili filtri per la chiarificazione primaria appositamente ideati per la raccolta di colture ad alta densità cellulare; essi eliminano le particelle più grandi sfruttando la profondità per svolgere una funzione di setaccio e, al contempo, mantengono una buona capacità di adsorbimento.
Flusso di lavoro
Fasi upstream
Il processo upstream inizia con lo sviluppo della linea cellulare e comprende tutti i passaggi che precedono la raccolta delle cellule. L’obiettivo in questa fase è incrementare la densità cellulare e il titolo del prodotto per ottimizzare la produzione di mAb
Filtrazione e riempimento finali
Il riempimento finale dei prodotti farmaceutici deve rispettare rigorosi requisiti di sterilità, integrità, pulizia, sicurezza operativa ed efficienza
Sicurezza virale
Basandosi sul principio “prevenire, rilevare, rimuovere”, nelle fasi downstream la sicurezza virale affianca all’analisi del rischio un’attenta selezione delle materie prime, approfondite analisi delle materie prime e degli intermedi di processo e l’implementazione di fasi per la riduzione della contaminazione virale.
Controllo della carica microbica
Tutti i processi produttivi di mAb sono associati al rischio di contaminazione microbica, motivo per cui, per assicurare il controllo del processo, sono necessarie strategie di controllo per la mitigazione del rischio e il monitoraggio della carica microbica
Rimozione degli aggregati
Gli aggregati proteici possono rappresentare un problema nel corso delle fasi upstream e downstream della produzione di mAb ed il loro controllo è fondamentale per incrementare il più possibile l’efficienza e la robustezza del processo
Intensificazione della purificazione degli mAb con TFF senza ricircolo e cromatografia a scambio anionico
Sebbene i processi downstream per la purificazione di mAb si avvalgano spesso di resine a scambio anionico (AEX) in modalità flow-through nell'ultima fase di adsorbimento delle impurezze, questo passaggio dei protocolli di purificazione convenzionali può costituire il collo di bottiglia del processo, poiché richiede l’uso di colonne di grande volume e lunghi tempi di lavorazione. Un crescente numero di produttori ha quindi optato per una nuova soluzione: la concentrazione degli mAb prima della colonna AEX grazie al collegamento in linea della filtrazione a flusso tangenziale senza ricircolo (single-pass TFF, SPTFF) con la cromatografia AEX. Questo approccio accresce la capacità della resina AEX per le proteine delle cellule ospiti (HCP) e riduce al minimo il rallentamento in corrispondenza della fase di purificazione AEX.
Potenziamento dell’efficienza di purificazione con la cromatografia su membrana
Le tecnologie di purificazione tradizionali richiedono generalmente qualche compromesso in termini di progettazione del processo. Ad esempio, le colonne cromatografiche a base di resine sono spesso sovradimensionate a causa delle limitazioni di resa e sono poco compatibili con una produzione flessibile. Le membrane adsorbenti tradizionali offrono una maggiore produttività, ma la loro ridotta capacità di legame può determinare un processo non sufficientemente robusto.
Per superare queste limitazioni, è stata sviluppata una nuova generazione di membrane per cromatografia AEX a elevata resa e capacità, che associano un’alta capacità di legame a elevate portate, in un formato monouso e pronto all’uso. Questa nuova opzione di purificazione permette di ideare processi più produttivi, flessibili e robusti.
Gestione di feed a elevata viscosità a concentrazioni crescenti
La conversione dei trattamenti per infusione in iniezioni sottocutanee può migliorare il comfort e la soddisfazione del paziente. Lo sviluppo di queste soluzioni comporta però diverse sfide, tra cui:
- la somministrazione del farmaco a una concentrazione molto più elevata
- la messa a punto di un efficiente processo di ultrafiltrazione, utilizzando tamponi di alta qualità per la formulazione
- il superamento delle limitazioni dovute alla viscosità con opportuni sistemi da TFF
Le cassette da TFF ideate per le operazioni ad alta viscosità permettono di concentrare i farmaci senza modificare i sistemi esistenti e senza sostituire le pompe.
Si può ricorrere a combinazioni di eccipienti in grado di ridurre la viscosità delle soluzioni di proteine a elevata concentrazione per migliorare l'economia di processo durante la TFF. Questo approccio può in ultima analisi consentire di raggiungere una maggior concentrazione finale della proteina in formulazioni ancora somministrabili con siringhe standard.
Ottimizzazione del riutilizzo e della conservazione delle cassette da TFF
La qualifica del riutilizzo, della durata e della conservazione delle cassette da TFF è un aspetto importante dell’ottimizzazione e della qualifica di qualsiasi processo produttivo. Conoscere i requisiti e i rischi relativi alla conservazione e al riutilizzo delle cassette da TFF è essenziale per sviluppare un piano di validazione esaustivo e per mitigare i potenziali rischi di richiamo del prodotto o di chiusura dell’impianto.
Ottimizzazione del lavaggio per una maggiore durata delle resine cromatografiche
Le resine cromatografiche incidono sensibilmente sui costi di produzione degli anticorpi monoclonali. Per migliorare l’economia del processo e prolungare al massimo la durata delle resine, prima di riutilizzarle è necessario sottoporle a un efficace lavaggio, al fine di eliminare le specie responsabili del fouling.
L’ottimizzazione delle procedure di lavaggio su più cicli mediante tradizionali esperimenti su scala di laboratorio richiede molto tempo e una notevole quantità di materiale da purificare. Per ottimizzare le operazioni di pulizia, è però possibile ricorrere a strumenti di screening ad alta resa miniaturizzati. Gli studi su scala miniaturizzata accelerano il tempo necessario per ottenere i risultati, minimizzando nello stesso tempo i volumi di feed e tamponi richiesti.
Risorse sui prodotti
Espressione, purificazione e formulazione di mAb
Strumento di calcolo mAbsizer™
Risorse tecniche correlate
Webinar: Industry Best Practices for TFF Cassette Reuse and Storage
Webinar: High-throughput Process Development: Utilizing the Full Potential of Miniature Chromatography Columns
Webinar: Challenges and Options in High-viscosity Tangential Flow Filtration
Webinar: High-viscosity Ultrafiltration Formulation
Webinar: Webinar Intensified mAb Polishing: Linking Single Pass Tangential Flow Filtration with Anion Exchange Chromatography
Webinar: Downstream Process Intensification for Virus Purification Using Membrane Chromatography
Articoli e note applicative
Articolo: pDADMAC Flocculant Reagent for Use with Clarisolve® Depth Filters
Articolo: Flocculant Reagent for Use with Clarisolve® Depth Filters
Bollettino tecnico: Techniques for Demonstrating Cleaning Effectiveness of Ultrafiltration Membranes
Bollettino applicativo: pDADMAC Flocculant Reagent for Use with Clarisolve® Depth Filters
Bollettino applicativo: Natrix® Q Chromatography Membrane
Bollettino applicativo: Natrix® Q Membrane Adsorber
Bollettino applicativo: Intensified polishing using SPTFF with anion exchange chromatography
Schede tecniche
Scheda tecnica: Clarification Solutions for Pre-treated Feed Streams
Informazioni correlate
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