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Sviluppo di terreni di coltura

Sviluppo di terreni di coltura per il bioprocesso

SCELTA DEL TERRENO E DELLA STRATEGIA DI FEED OTTIMALI

Per raggiungere prestazioni ottimali delle linee cellulari, i produttori biofarmaceutici devono selezionare il terreno di coltura più indicato per la modalità produttiva prevista. Ad esempio, i seed train in perfusione e i bioreattori di produzione richiedono nuove formulazioni dei terreni per una resa ottimale.

Le strategie relative al feed devono basarsi sui dati empirici ricavati dallo screening e dall’ottimizzazione dei terreni, così come sulle analisi dei nutrienti. I volumi e le tempistiche dell’aggiunta del feed devono essere determinati per ogni specifico processo e ogni linea cellulare mediante approcci di tipo High Throughput (HTP) e Design Of Experiment (DOE). Queste prove possono essere condotte internamente o avvalendosi di partnership con esperti per velocizzare gli screening simultanei.


Risorse sui prodotti


MANIPOLAZIONE SICURA E MISCELAZIONE EFFICIENTE DI TERRENI DI COLTURA CELLULARE IN POLVERE

I terreni di coltura cellulare in polvere offrono molti vantaggi per quanto riguarda la spedizione e lo stoccaggio. Per sfruttare questi benefici, le formulazioni dei terreni in polvere devono essere altamente solubili e omogenee. Queste proprietà possono essere ottenute abbinando procedure di macinazione ottimizzate alle tecnologie di formulazione più idonee. I terreni di coltura devono essere inoltre forniti in un formato comodo da manipolare, ad esempio in buste di polvere anidra pre-pesate e direttamente collegabili ai serbatoi di idratazione. Questo accorgimento minimizza i rischi di contaminazione del prodotto, proteggendo le strutture e il personale. Durante la miscelazione, specialmente con volumi elevati, si possono utilizzare appositi sistemi di miscelazione monouso che consentono di ottenere una dispersione e una dissoluzione delle particelle migliori.

Intensificazione del seed train mediante l’uso di HCDC (High Cell Density Cryopreservation) e di appositi terreni di espansione

Il processo che va dallo scongelamento di una singola fiala di cellule all’espansione delle cellule per la produzione di un batch secondo le GMP richiede un forte impegno a livello di tempi e manodopera, oltre a operazioni di coltura cellulare a sistema aperto. L’uso di un metodo di crioconservazione HCDC (High Cell Density Cryopreservation) per alimentare il primo bioreattore di colture in serie permette di velocizzare l’intero processo. Quando il volume congelato è relativamente elevato, le sacche monouso sono più indicate delle fiale e permettono di utilizzare il metodo HCDC in processi chiusi, riducendo i rischi di contaminazione.

La perfusione dei seed train è una soluzione per ottenere densità cellulari più elevate; per un risultato ottimale, si consiglia di utilizzare appositi terreni di espansione. Consente un elevato inoculo del bioreattore di produzione tramite una maggiore biomassa cellulare o attenua l’ingombro delle fasi upstream riducendo il numero di bioreattori nel seed train. Inoltre, permette di risparmiare tempo perché elimina le operazioni di adattamento durante i trasferimenti dallo scongelamento della fiala all’espansione e alla produzione.

RIDUZIONE DEI RISCHI DI CONTAMINAZIONE VIRALE CON L’USO DI MATERIE PRIME DI ORIGINE NON ANIMALE E CHIMICAMENTE DEFINITE

La contaminazione ha spesso origine da materie prime e componenti di origine animale, come ad esempio la tripsina o il siero bovino. Ove possibile, le materie prime e i componenti di origine animale ad alto rischio di contaminazione virale vanno sostituiti con alternative a rischio inferiore, come terreni di coltura cellulare chimicamente definiti e supplementi ricombinanti non ricavati da animali. Questo accorgimento semplifica anche i processi regolatori.

RISOLUZIONE DEI PROBLEMI DI INSOLUBILITÀ O INSTABILITÀ CON GLI AMMINOACIDI MODIFICATI

Gli amminoacidi essenziali tirosina e cisteina possono rappresentare un problema quando vengono utilizzati nelle fasi upstream del processo a causa della scarsa solubilità (tirosina) e della ridotta stabilità (cisteina) a pH neutro. L’uso di tirosina e cisteina chimicamente modificate consente di raggiungere elevate concentrazioni di entrambi gli amminoacidi a pH neutro, con una strategia a single-feed che semplifica i processi fed-batch. Altri vantaggi di questo approccio includono la riduzione del volume del feed e l’aumento della produttività volumetrica.

ASSICURAZIONE DI UNIFORMITA’ TRA DIVERSI LOTTI DI MATERIE PRIME

La mancata uniformità delle materie prime può determinare una significativa variabilità dei processi upstream, causando perdite inattese di densità e vitalità cellulare e, in ultima battuta, una resa ridotta. Una migliore conoscenza delle materie prime aumenta la capacità di controllare le variabilità del processo. A tale scopo, occorre tracciare la catena di fornitura per risalire alle materie prime e caratterizzarle.

ACCELERAZIONE DELLA QUALIFICA DELLE MATERIE PRIME

Le attuali linee guida normative e di settore non definiscono chiari standard per le sostanze chimiche utilizzate nelle fasi upstream del bioprocesso. In assenza di standard, i produttori farmaceutici si affidano sostanzialmente ai propri fornitori per un efficiente servizio di approvvigionamento e qualifica delle materie prime. Tuttavia, la raccolta delle informazioni sulle materie prime tramite questionari e dichiarazioni distinte può richiedere tempi inaccettabili, anche di diverse settimane. Di conseguenza, i produttori ricercano partner in grado di fornire materie prime rigorosamente qualificate secondo i migliori standard di settore e corredate da dossier di documentazione esaustivi e conformi alle esigenze dei produttori farmaceutici per la qualifica le materie prime, la valutazione del rischio o l’ottimizzazione di un processo produttivo.


Flusso di lavoro

Strategia upstream

Strategia upstream

Rapido avanzamento delle molecole dal laboratorio alla fase clinica, senza alcun compromesso tra qualità del prodotto, efficienza del processo e sicurezza del paziente

Sviluppo di linee cellulari

Lo sviluppo inizia con la selezione dei cloni di singole cellule che possono produrre il biofarmaco di interesse. Segue poi uno screening per individuare i cloni stabili, produttivi e scalabili

Produzione in bioreattore

La scelta della piattaforma upstream deve tenere conto di molti aspetti, inclusi la scalabilità e il controllo della qualità di bioreattori e miscelatori

Produzione di anticorpi monoclonali

La produzione di anticorpi monoclonali segue delle metodiche ampiamente collaudate per fornire immunoterapie basate su mAb. In ogni fase, sono necessarie soluzioni di processo robuste e scalabili per garantire un’elevata concentrazione dell'agente terapeutico e la massima sicurezza del processo, assicurando al contempo una rapida introduzione sul mercato e il contenimento dei costi.




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