Zidentyfikuj strategie bioprocesów, które optymalizują produkcję białka szczytowego SARS-CoV-2

Decyzje podejmowane przez badaczy podczas mikrolitrowego opracowywania leków bioterapeutycznych zawierających przeciwciała monoklonalne (mAb) i rekombinowane białka często nie mieszczą się w większych bioreaktorach z mieszadłem. Zdefiniowanie niezawodnych parametrów operacyjnych na jak najwcześniejszym etapie procesu rozwoju może znacznie uprościć proces zwiększania skali ilości eksperymentalnych i komercjalizacji.

Wyzwania związane ze skalowaniem są powszechne wśród producentów leków biologicznych. Produkcja białka maleje wraz ze starzeniem się komórek, a właściwości hydrodynamiczne bioreaktora mogą wpływać na warunki procesu i umożliwiać gromadzenie się produktów ubocznych, co może powodować przedwczesną utratę żywotności komórek.

Aby złagodzić te wyzwania, dr Olivier Henry, profesor w École Polytechnique de Montréal, wraz ze swoimi kolegami z tamtejszej i Kanadyjskiej Krajowej Rady ds. Badań doradzają nawet badaczom laboratoryjnym, aby wzięli pod uwagę potrzeby produkcyjne. W szczególności zalecają identyfikację „wystarczających krytycznych parametrów procesu, które są bardziej reprezentatywne dla produkcji na dużą skalę w bioreaktorze z mieszadłem”.

Ostatnio papierzespół Henry’ego szczegółowo opisał strategie napowietrzania i karmienia zastosowane podczas zwiększania produkcji białka SARS-CoV-2 z bioreaktora o pojemności 0,75 l do bioreaktora wielosystemowego o pojemności 1 l. Metody te poprawiły trwałość leczonych komórek o pięć dni, zwiększyły stężenie żywych komórek 1,25-krotnie i zwiększyły produkcję białka SARS-CoV-2 2,53-krotnie w stabilnych komórkach stymulowanych jajnikiem chomika chińskiego (CHO). Basen.

Zapewnij odpowiednią wentylację

Stwierdzili, że określenie odpowiednich wartości zadanych rozpuszczonego tlenu jest „ważne z punktu widzenia maksymalizacji żywotności punktu końcowego i produkcji białka”. Ponadto odpowiednie ustawienie kołpaków przepływowych wpływa na trwałość hodowli komórkowej i akumulację mleczanu. „Znalezienie odpowiednich warunków wentylacji ma kluczowe znaczenie dla skalowalności procesu” – dodają naukowcy.

Ponadto stwierdzili, że „zwiększenie karmienia było korzystne tylko w połączeniu z dodatkiem wolnej pompy”. Ich parametry zasilania/pompy zmniejszały stres komórek, prawdopodobnie poprzez zmniejszenie wahań składników odżywczych i wystawienie komórek na większą osmolarność. Takie podejście umożliwiło również bardziej spójne spożycie mleczanu. Ponadto strategie dynamicznego karmienia zwiększyły miano.

Aby wdrożyć strategie zespołowe, naukowcy zalecają włączenie automatyzacji w celu monitorowania i reagowania na zmieniające się warunki procesu. W celu monitorowania sugerują skupienie się na pojemności życiowej i szybkości transferu tlenu, jeśli poziom rozpuszczonego tlenu jest mierzony dokładnie, ze względu na ich bezpośrednią korelację z wielkością żywych komórek. Jeśli nie można dokładnie zmierzyć poziomu rozpuszczonego tlenu, zaleca się stosowanie standardowych testów oddechowych w celu oszacowania szybkości poboru tlenu.

Na koniec zwracają uwagę, że „strategie karmienia i parametry przetwarzania muszą być optymalizowane w tandemie, ponieważ pozytywny wpływ dawki i zwiększonej paszy można zniweczyć przez niekorzystne warunki wentylacji i nieodpowiednie nastawy”.

Przyszłe prace ocenią związek między parametrami związanymi z procesem a profilami jakości białka SARS-CoV-2.