BIORUS предлагает решения для биофармацевтики

03.29.2022

Пандемия COVID-19 повлияла на многие сферы жизни, в том числе на разработку, вывод на рынок и производство жизненно необходимых лекарственных средств. Спрос на оборудование и расходные материалы для производства моноклональных антител, вирусных векторов и других биофармацевтических препаратов вырос в разы. Многие фармкомпании столкнулись с дефицитом предложения по одноразовым биотехнологиям (Single-Use, SUS), оборудованию для выделения и очистки биомолекул (Downstream).

Производство вакцин против COVID-19

Разработка и масштабное производство вакцин проnив COVID-19 стало главной причиной огромного в последние годы спроса на биотехнологическое оборудование, расходные материалы и субстанции.

Вакцины от COVID-19, над которыми работают учёные во всем мире, разрабатываются и производятся на разных технологических платформах, основными которыми являются: инактивированные вакцины, векторные вакцины, ДНК/ РНК-вакцины, рекомбинантные белковые вакцины. У каждой из платформ есть как преимущества и недостатки с точки зрения эффективности и применения, так и свои особенности процесса производства. В зависимости от типа используемой культуры для наработки биомассы, а также типа молекулы антигена могут быть использовано определенное оборудование для процессов upstream и различные подходы к этапам выделения и очистки.

Одним из популярных подходов к созданию вакцин против COVID-19 - использование аденовирусных векторов, несущих иммунодоминантные антигены патогенна. Использование подобной генно-инженерной технологии позволяет не применять при производстве вакцин живые вирусы и бактерии, сокращает время разработки и получения новых вакцинных препаратов. Аденовирусные векторы естественным путем проникают в клетки человека, вызывая как гуморальный, так и клеточный иммунный ответ.

Известно, что клеточная линия HEK 293 используется в качестве продуцента аденовирусных векторов. В литературе описаны способы культивирование клеток HEK 293 в роллерных установках, различных биореакторных системах. При этом последние данные показывают, что с помощью волновых и вертикальных биореакторов с одноразовыми мешками можно добиться наилучших результатов с точки зрения выхода продукции и возможности масштабирования процесса.

Такие результаты и применение биореакторов с одноразовами мешками (а не стальных стерилизуемых на месте ферментеров) для производства аденовирусных вакцин (в частности против COVID-19) легко объяснимы. С целью повышения массообменных характеристик и продуктивности процессов культивирования в “классических” стальных ферментерах применяют специальные  конструктивные решения (такие как турбинные мешалки, мешалки Раштона), воздействия которых не критичны для клеток с толстыми стенками. Однако, при культивировании клеток животных (в частности HEK 2093), не имеющих клеточной стенки, при подобной конструкции биореактора клетки могут быть повреждены в процессе перемешивания, и не только тип мешалки, но даже размер пузырьков и скорость подачи газов важны в этом вопросе. Одноразовые (single-use) системы являются более «щадящими» в этом отношении.

Так же клетки животных обычно требуют более длительного периода культивирования. А чем более длительный процесс, тем выше риски контаминации конечного продукта. Поэтому, соотнося конечную стоимость продукта и риски заражения культуры, производители зачастую предпочитают применять одноразовые системы (single-use или SUS). Если культура легко подвержена заражению, а компоненты среды – дорогостоящие и стоимость продукта так же высока, то лучше максимально исключить риски «потери» серии продукта по причине контаминации или попадания ингибиторов (например, с моющими средствами) что, как принято считать, может быть достигнуто только при использовании одноразовых систем. При очень высокой стоимости продукта, возможно, стоит рассмотреть вариант применения одноразовых материалов на всех этапах процесса – одноразовые мешки для приготовления сред и подпиток, одноразовые фильтрационные системы и одноразовые колонки для последующей очистки продукта.

Производство моноклональных антител

Разработка и продажа препаратов моноклональных антител (monoclonal antibodies, Mab) является одним из быстрорастущих сегментов фармацевтического рынка. Российский рынок до сих пор на 90% представлен импортными препаратами, поэтому есть огромный потенциал для развития отечественной биофармацевтической отрасли. Препараты на основе Mab получили широкое распространение в иммунотерапии и иммунодиагностике злокачественных заболеваний. Уже сегодня без препаратов на основе Mab немыслима диагностика злокачественных заболеваний крови, определение иммунологического статуса пациентов, контроль за эффективностью лечения. Антитела, узнающие опухолеспецифичные антигены, могут использоваться для идентификации опухолевых клеток в различных образцах, включая образцы биопсии.

Принципиальная схема получения моноклональных антител в современном биофармацевтическом процессе изображена на схеме выше.

От  области применения антител зависит необходимая степень очистки. Для диагностических целей достаточно иметь препараты антител 70 – 95% степени чистоты. С другой стороны, при применении антител  в иммунотерапии их чистота должна быть выше. Очистка осуществляется в следующих друг за другом стадиях аффинной и ионно-обменной хроматографии. В качестве ионнообменника для выделения антител чаще всего используют диэтиламиноэтил, прикрепленный к целлюлозе, сефарозе или акриламидным гранулам. В аффинной хроматографии для очистки используют прикрепленные к носителю антигены. Вирусная инактивация осуществляется с целью обеззараживания вирусов и бактерий, находящихся в культуральной жидкости. Следующий этап производства имеет своей целью удаление оставшихся примесей и повышение объемной концентрации целевого продукта. Для этого применяется гель-фильтрация на колонках с агарозой, сефарозой или сефадексом.

Решения от BIORUS

Имея глубокую экспертизу и богатый опыт реализации комплексных проектов в области биотехнологий, BIORUS предлагает как оборудование и расходные материалы под собственной торговой маркой, так и от наших партнеров из Китая. Для удовлетворения растущих потребностей российских заказчиков в технологиях SUS совместно с нашими партнерами мы в кратчайшие сроки организовали производство волновых биореакторов BIORUS и одноразовых мешков, которые были представлены на международной выставке Pharmtech&Ingredients 2021. На сегодняшний день мы готовы предложить следующее оборудование для культивирования клеток (Upstream):

• Волновые биореакторы объемом до 200 л
• Вертикальные биореакторы с одноразовыми мешками
• Транспортные емкости и миксеры для перемешивания
• Одноразовые мешки для биореакторов и миксеров

Для процессов Downstream мы предлагаем:

• Системы тангенциальной фильтрации (TFF)
• Системы тупиковой фильтрации (NFF)
• Капсульные фильтры
• Фильтродержатели
• Кассетные фильтры
• Лабораторные хроматографы
• Пилотные хроматографы
• Промышленные хроматографы
• Колонки для хроматографии