Superare le sfide con la scalabilità nella produzione biofarmaceutica

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La domanda di mAbs è in aumento in quanto offrono ai pazienti trattamenti mirati per un'ampia gamma di gravi condizioni di salute e malattie.

Da quando la prima terapia con mAb è stata approvata nel 1985, più di 100 trattamenti con mAb sono disponibili a livello globale, con altre centinaia in fase di sviluppo o in attesa di approvazione. Gli esperti suggeriscono che la cifra attuale in cantiere è ben oltre 900.

Per soddisfare la crescente domanda, la capacità produttiva deve aumentare. Tuttavia, il ridimensionamento dei processi fino a una scala di produzione è tutt'altro che semplice. È un'operazione complessa che può rivelarsi molto costosa e richiede molto tempo.

Tuttavia, il potenziale delle terapie con mAb nel trattamento di condizioni mediche che hanno opzioni limitate significa che le aziende biofarmaceutiche stanno investendo notevoli risorse nello sviluppo.

Le sfide con l'aumento della produzione di terapia con mAbs

Quando si sviluppa un mAb terapeutico, c'è stata tradizionalmente incoerenza tra i primi processi di laboratorio, i processi pilota e la produzione commerciale. Ad esempio, l'utilizzo della centrifugazione discontinua e della microfiltrazione per il chiarimento durante le fasi di scoperta o di sviluppo del processo ad alta produttività di un progetto e quindi il passaggio alla filtrazione di profondità o alla centrifugazione continua in una fase successiva, porta a incoerenze nel profilo di impurità che il processo a valle deve avere a che fare con.

“Esistono buoni strumenti per lo sviluppo ad alto rendimento su piccola scala della coltura cellulare e della cromatografia. Ma fino a poco tempo fa non c'era nulla da chiarire. Questo problema è particolarmente evidente per la centrifugazione, dove le prestazioni, in termini di rimozione delle particelle e taglio cellulare, nelle centrifughe a piccoli lotti, sono molto diverse dalle centrifughe continue utilizzate su scala di produzione", spiega il dott. Hani El-Sabbahy, specialista in ingegneria delle applicazioni avanzate da 3M.

“Ciò può portare a problemi perché il profilo di impurità, del materiale chiarificato, sia in termini di particelle insolubili che di impurità solubili, che viene utilizzato per sviluppare il processo a valle su piccola scala è molto diverso da quello più grande di laboratorio e su scala pilota. Pertanto, i pali della porta si stanno muovendo man mano che aumenti di scala.

Questi fattori possono creare una serie di problemi, inclusi problemi con la stabilità del fluido di coltura cellulare, la qualità del prodotto (a causa del rilascio di enzimi degradativi derivanti dal taglio cellulare) e processi a valle subottimali progettati per eliminare profili di impurità non rappresentativi.

"Il processo a valle è lungo e complicato perché si ha a che fare con una miscela complessa di molecole biologiche e, naturalmente, con un elevato grado di purezza necessario per garantire che la terapia sia sicura da somministrare a un paziente", spiega il dott. El-Sabbahy.

“Questi processi sono costosi a causa della loro: lunghezza e complessità; automazione limitata, che richiede molto tempo dell'operatore; e il fatto che i processi a valle sono ancora gestiti prevalentemente in modalità batch e non sono sistemi chiusi che richiedono un ambiente di camera bianca", aggiunge il dott. El-Sabbahy. “Inoltre, i processi batch richiedono grandi serbatoi di contenimento per tamponi e prodotti intermedi.

“C'è una spinta costante verso l'intensificazione del processo per ridurre i costi di produzione. L'intensificazione del processo sta essenzialmente producendo più prodotti con meno risorse. Ciò può essere ottenuto in diversi modi, ad esempio operando in modo continuo o semi-continuo o utilizzando tecnologie che consentono di combinare fasi per ridurre il numero totale di operazioni unitarie nel processo.

Aumento dell'efficienza e della coerenza nella produzione di mAb

Per affrontare alcune di queste sfide nella produzione di mAb, 3M ha sviluppato il suo chiarificatore cromatografico 3MTM Harvest RC, che è una soluzione a stadio singolo appositamente progettata che fornisce prestazioni prevedibili su diverse scale.

Harvest RC consente inoltre un approccio coerente al chiarimento dalla scoperta e dalle fasi di sviluppo del processo ad alto rendimento di un progetto fino alla produzione, assicurando che il lavoro svolto in quelle prime fasi sia su materiale con un profilo di impurità rappresentativo di quello visto nella produzione. Riduce anche il numero di passaggi necessari per la chiarificazione aumentando la resa, riducendo l'impronta e riducendo la quantità di materiale di scarto.

“È un approccio diverso alla chiarificazione che utilizza la cromatografia a base di fibre per catturare cellule, detriti cellulari e impurità solubili. Le nuove tecnologie monouso come 3M™ Harvest RC possono aiutare a intensificare i processi riducendo il numero di passaggi richiesti per la chiarificazione, riducendo le perdite di prodotto, riducendo la quantità di tempo richiesto dall'operatore e riducendo l'ingombro sia in termini di funzionamento dell'unità di chiarificazione stessa e il volume d'acqua necessario per il lavaggio", aggiunge il dott. El-Sabbahy. "È stato specificamente progettato per colture cellulari ad alta densità cellulare, per gestire le quantità di cellule che stanno diventando più comuni nella produzione di anticorpi monoclonali mentre le aziende biofarmaceutiche intensificano i loro processi a monte".

Per saperne di più sui modi in cui il chiarificatore cromatografico 3MTM Harvest RC può aumentare l'efficienza nella produzione di terapie mAb, scarica questo white paper appositamente commissionato.

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