Tecnología de membranas y clarificación de vacunas (Ⅱ)

En el artículo anterior, tuvimos una introducción preliminar a las vacunas y las estrategias de clarificación de vacunas, y continuaremos explorándolas en el resto de este artículo. Siguiendo con lo anterior, continuaremos compartiendo clarificaciones de vacunas y aplicaciones relacionadas con el tejido de membrana.

 

2.2.2 Influencia de las propiedades físicas y químicas del virus

Después de considerar el sistema de producción y los métodos para eliminar los contaminantes relevantes en el paso de clarificación, es importante tener en cuenta las características del virus y centrarse en maximizar el rendimiento del virus.

 

2.2.2.1 Fácil adsorción de virus
Se han desarrollado materiales con carga positiva y auxiliares de filtración (como la diatomita) para mejorar los efectos de filtración profunda. Aunque la carga positiva aumenta la captura de ácidos nucleicos y HCP, se sabe que la diatomita une los restos celulares y los coloides. Sin embargo, estos materiales también pueden retener el virus a través del mecanismo de adsorción. Dado que el virus suele estar cargado negativamente en solución, pueden producirse interacciones electrostáticas con el filtro cargado positivamente.
Los virus también pueden unirse mediante interacciones hidrófobas o no específicas con determinados materiales filtrantes (como la diatomita o las fibras de vidrio). Los virus envueltos, debido a su envoltura lipídica, son más susceptibles a esta adsorción. Si el virus se adsorbe al filtro mediante interacciones electrostáticas y las partículas del virus se desprenden debido a la competencia con la sal, enjuagar el filtro con un tampón altamente conductor puede recuperar parcialmente el virus. Sin embargo, esto también puede eluir contaminantes como el HCP o los ácidos nucleicos. Por lo tanto, se prefiere el uso de un material filtrante alternativo, como el polipropileno, más inerte.
Adenovirus is easily adsorbed, but different results have been confirmed. Using positively charged diatomite and deep filters. Borosilicate glass fiber filter material is also very well recovered. On the other hand, a patent proposed by Weggeman involving clarification of 20 – 40% adenovirus losses at PER, et al. Cell cultures were prepared with similarly positively charged deep filters containing diatomite. In this case, the nominal polypropylene filter showed a very high viral recovery rate (> 90%).
Es bien sabido que los virus de la influenza son propensos a la pérdida por adsorción durante la clarificación. Por lo tanto, el uso de un filtro sin carga, el filtro a base de polipropileno, es adecuado para clarificar la colección de influenza. Thompson et al informaron el uso de un filtro de polipropileno de 1,2 μm de clasificación nominal seguido de una membrana de PVDF de 4,45 μm para clarificar el virus de la influenza basado en células producido por células MDCK. Se realizó un total de nueve pruebas de purificación a escala de 214 L, cargando 111 L/m2 para el filtro de polipropileno de 1,2 μm y 105 L/m2 para el filtro de PVDF de 0,45 μm. Los resultados mostraron que la mayoría de los virus en ejecución se recuperaron bien (16 %). También informaron hasta un 58 % de eliminación de hcDNA, pero ninguna eliminación significativa de HCP.

 

2.2.2.2 Recorte de virus sensibles

Algunos virus (encapsulados o no encapsulados) presentan una baja resistencia mecánica y pueden ser destruidos por la exposición al esfuerzo cortante durante los pasos de centrifugación y filtración por membrana. Las fuerzas de esfuerzo cortante generadas durante los pasos de purificación que involucran filtración o cromatografía pueden hacer que la envoltura viral se desprenda, afectando así la infectividad. Dependiendo del tamaño, el grosor y la geometría de la cápside, esta puede ser frágil o, por el contrario, resistente a altas presiones. Algunos virus con envoltura, como los virus de la influenza, son elásticos al estrés mecánico y pueden soportar grandes deformaciones. Por otro lado, la fuerza de esfuerzo cortante puede hacer que la envoltura de los virus menos resistentes, como los retrovirus, se desprenda, afectando así la infectividad del virus.

Las VLP de envoltura generadas extracelularmente también son muy vulnerables. Se generan altas tasas de cizallamiento en el proceso centrífugo, principalmente en las partes de entrada y salida (se generan altas tasas de cizallamiento en la interfaz gas-líquido). Cuando el virus se purificó por centrifugación en gradiente, la capacidad de transducción de algunos retrovirus se debilitó significativamente. Al diseñar la separación centrífuga, se debe considerar la inestabilidad relativa de las partículas virales a las fuerzas de cizallamiento. La fuerza centrífuga no es la única fuente de choque de cizallamiento, más importante es el diseño del equipo, especialmente en la importación y exportación también hay choque de cizallamiento significativo. Las diferencias en el diseño de diferentes escalas pueden conducir a diferencias en el rendimiento y la recuperación de virus sensibles al cizallamiento a diferentes escalas.

Los virus sensibles al esfuerzo cortante deben diseñarse con cuidado, ya que la magnitud de la tensión cortante y el tiempo de exposición a la tensión (debido a la recirculación) pueden ser elevados. Para los virus sensibles al esfuerzo cortante, se prefieren los dispositivos de circuito abierto (dispositivos de fibra hueca o de placa abierta) para reducir la turbulencia y las fuerzas cortantes en el canal de alimentación.

La elección de los parámetros operativos también debe minimizar el daño a las partículas del virus: flujo cruzado bajo, presión transmembrana (TMP) media y tiempo de procesamiento corto.

La contaminación de la membrana bajo alta presión provoca la pérdida de infectividad viral, posiblemente debido a las fuerzas que la acción de corte puede ejercer sobre la envoltura viral. La separación basada en membranas se basa en el tamaño, y la acumulación de inhibidores virales de gran peso molecular y partículas virales puede reducir la infectividad de los vectores virales.

La degradación de virus sensibles al cizallamiento durante la filtración profunda no está ampliamente documentada. La pérdida de virus en la filtración profunda se atribuye con mayor frecuencia al atrapamiento, la adsorción o la degradación viral del producto dependiente del tiempo y la temperatura. De hecho, aunque puede producirse estrés mecánico en los sistemas NFF, el tiempo de exposición de los productos NFF al cizallamiento es muy corto en comparación con otras tecnologías debido al rápido paso único que experimentan los productos NFF.

 

2.2.2.3 Interceptar según el tamaño de la apertura

Los virus de más de 100 nm se pueden retener eliminando el micoplasma o las membranas de grado estéril (0.22 μm y menos). En este caso, se debe prestar especial atención a la selección de filtros. Para los pasos de microfiltración TFF, se prefieren membranas de 0.45 μm o 0.65 μm para buenos canales de producto. Para la filtración multipaso NFF, la capa más densa es mayor o igual a 0.45 μm. Se debe tener cuidado al elegir un filtro profundo, ya que algunos dispositivos de filtro profundo pueden contener una capa de película, lo que puede provocar la pérdida de producto por el impulso de retención. La agregación de virus afecta negativamente la producción de virus y mejora la retención de virus debido al tamaño del virus.

Según una patente de André y Champluvier, la homogeneización puede evitar o limitar la obstrucción de los filtros al reducir el tamaño de los agregados, lo que permite obtener un mayor rendimiento. La homogeneización también ha mejorado la capacidad de filtración de la cosecha, que ha aumentado 2,4-3 veces.

Demasiadas impurezas pueden interferir con la recuperación del virus. Las impurezas tienden a obstruir el filtro, y los poros de la membrana obstruidos pueden resultar en tasas de paso de virus reducidas. En una patente de de Vocht y Veenstra, se menciona que la clarificación directa de la recolección de Per de alta densidad celular con TFF (membrana de 0,65 o 0,2 μm) resultó en la recuperación del virus libre de adenovirus. La recuperación se puede lograr mediante la eliminación selectiva por precipitación del ADN de la célula huésped antes del paso de TFF de 0,65 μm. 70% de los adenovirus.

 

 

2.3 Caso de estudio: Optimización de la clarificación de vacunas virales

En la Conferencia Internacional sobre Procesos Biológicos de 2011, Sanofi Pasteur presentó un enfoque racional para la selección de filtros para el desarrollo de nuevas secuencias clarificadas para vacunas virales candidatas. La investigación tiene como objetivo superar los problemas que se enfrentan en la optimización de los procesos de cultivo de células y virus. Las modificaciones al proceso anterior dieron como resultado una pérdida de rendimiento del 20% y una contaminación prematura del filtro durante el paso de clarificación, lo que no permitió una ampliación. Para establecer un paso de clarificación sólido y escalable, se requirió un rediseño completo de la secuencia del filtro, con tasas de recuperación viral superiores al 85%.

Based on internal experience and scientific publications, the team selected 27 filters for an initial screening study. Small scale virus adsorption tests were performed on various filter media (polypropylene, nylon, cellulose ester, glass fiber, charged adsorption filter) and structures (pleated or deep filter). The virus yield was measured by ELISA and the clarifying efficiency of the preselected filtrate was compared by checking the reduction of turbidity. Preliminary screening studies showed that nylon and charged filters retained viral particles and virus recovery. Ten percent. The virus recovery rate of polypropylene and polyether sulfone filter was >. 80%. La tasa de recuperación de filtros de éster de celulosa y fibra de vidrio depende de la evaluación del filtro (20% o 90%).

Como segundo paso, Sanofi Pasteur evaluó varias combinaciones (secuencias de fase 2 o fase 3) de los siete filtros preseleccionados en el estudio de selección. La prueba de clasificación de flujo constante se llevó a cabo con un filtro pequeño. Además, este experimento utilizó un rendimiento mayor que el estudio de selección. Con base en los resultados de recuperación viral y capacidad de filtrado, el equipo eligió las dos mejores combinaciones para un estudio posterior.

- Secuencia 1 (Etapa 2): prefiltro de polipropileno plegado de 30 μm de capacidad nominal, seguido de un filtro multicapa compuesto de éster de celulosa y fibra de vidrio (porosidad de 1/0,5 μm)

- Secuencia 2 (etapa 3): el mismo prefiltro (filtro de polipropileno de 30 μm nominal), seguido de un filtro intermedio de polipropileno multicapa y finalmente una película asimétrica de poliéter sulfona.

 

The robustness of these two clarified sequences has been challenged by repeated constant flow sizing experiments with different harvest batches. While both potential sequences demonstrated enhanced capabilities compared to the reference sequence, only sequence 1 achieved virus recovery objectives (>85%), como se muestra en la Figura 1.

Figura 1 Recuperación promedio del virus en cada paso de filtrado. Se evaluaron los estudios de estabilidad para tres secuencias de filtración, de las cuales solo la secuencia 1, que utiliza un polipropileno plegado de 30 μm nominal y un filtro de éster de celulosa y fibra de vidrio de 1.0/0.5 μm, cumplió con el objetivo de recuperación global.

También se evaluó la centrifugación como paso de clarificación principal, seguida de una filtración final de 0,45 μm. Se probaron varios pares de velocidad/duración. Aunque la tasa de filtración de 0,45 μm se incrementó al doble, el rendimiento final fue inferior al objetivo del 85 %. Como resultado, no se ha estudiado más la centrifugación.

Finalmente, se evaluó el desempeño de las secuencias de filtración con polipropileno y fibra de vidrio a mayor escala (tamaño del biorreactor 160 L). La secuencia de filtrado se muestra en la Figura 2.

La Figura 2 aclara la combinación de filtros y una representación gráfica del rendimiento de paso de la cadena. El tren A es el proceso tradicional y el tren B es el proceso optimizado. La secuencia optimizada B puede reducir el área de prefiltración en 3 veces, cancelar el paso de filtración intermedia y reducir el área de filtración final en 10 veces, aumentando así la recuperación global del virus en un 3%.

Se clarificaron con éxito varios lotes sin signos de bloqueo del filtro, el tiempo de proceso estuvo en línea con los límites de producción y el rendimiento viral fue > 85 %. La optimización del paso de clarificación no tuvo efecto en los pasos posteriores ni en los atributos de calidad clave de la vacuna. Por lo tanto, la secuencia de clarificación seleccionada se utilizó en el proceso de producción de la vacuna (biorreactor de 1000 L) y el rendimiento se confirmó con éxito.

 

03 Aclaración sobre las vacunas bacterianas

3.1 Consideraciones para la clarificación de las vacunas bacterianas

Según el Medical Thesaurus (2015), una vacuna bacteriana se define como una suspensión de bacterias diluidas o muertas o sus derivados antigénicos que se utiliza para inducir una respuesta inmunitaria para prevenir o tratar enfermedades bacterianas. En términos más generales, las vacunas bacterianas se pueden dividir en cuatro subcategorías según el tipo de antígeno activo. Este agente puede ser:

- Mata o debilita a todas las bacterias vivas. También conocida como vacuna BCG.

- Purificación de determinantes antigénicos (vacunas de subunidades). Vacuna contra el ántrax o vacuna acelular contra la tos ferina.

- Toxoides bacterianos. Toxoides diftérico y tetánico.

- Plásmido (pDNA).

Debido a la amplia heterogeneidad de los productos de la familia, los desafíos del proceso anterior y posterior dependen en gran medida del tipo de vacuna que se esté produciendo. Por lo tanto, después del paso inicial de fermentación, se puede purificar o no purificar, de modo que se pueda llevar a cabo el paso de clarificación.

 

3.2 Estrategia de clarificación de vacunas bacterianas

3.2.1 Toxoide

Los dos toxoides más comunes que se producen para su uso en vacunas son el de la difteria y el del tétanos, producidos por Corynebacterium diphtheriae y Clostridium tetani, respectivamente. La producción de ambas vacunas está sujeta a estrictos requisitos reglamentarios. El informe técnico de la OMS y sus anexos formulan recomendaciones claras para garantizar la calidad, la seguridad y la eficacia de las vacunas contra el tétanos y la difteria. Las buenas prácticas generales de fabricación se aplican a la producción de ambas vacunas, y los empleados deben recibir la formación adecuada y la inmunización de refuerzo contra ambas enfermedades.

Las buenas prácticas de fabricación exigen estrictamente que se demuestre la pureza y la calidad del producto final. Según la OMS y la EP, la eficacia de una vacuna antitetánica final debe determinarse mediante comparación in vivo o con cualquier otro método probado con una sustancia de referencia adecuada calibrada en unidades internacionales de acuerdo con el Estándar Internacional para el toxoide tetánico. Los requisitos actualizados de eficacia se publicaron en 2011 y pueden variar según el método de evaluación. También debe demostrarse la seguridad (sin toxinas y toxicidad restauradora) de cada lote de vacuna. Por último, debe abordarse la estabilidad de las vacunas, especialmente en tiempo real.

 

3.2.2 Vacuna de ADN plasmídico

Las vacunas de ADN plasmídico se utilizan con fines de salud animal, y varias vacunas de ADN plasmídico para uso humano se encuentran en diversas etapas de desarrollo y evaluación clínica. Después de la fermentación de E. coli, las bacterias se recolectan y se escinden para liberar el ADN plasmídico.

La eliminación de los restos celulares se suele realizar mediante centrifugación o filtración. El tema se ha tratado ampliamente en publicaciones recientes. En esta publicación, se describen los procesos y desafíos actuales de pDNA previos, posteriores y de formulación.

Los autores también brindan información sobre las brechas en cada paso del proceso típico de fabricación de pDNA y las posibles innovaciones futuras y/o brechas tecnológicas actuales que podrían conducir a una mayor optimización del proceso.

Las vacunas de ADN plasmídico se preparan en dos pasos. En primer lugar, se eliminan las células bacterianas del medio de cultivo y, en segundo lugar, se eliminan los restos celulares después de la lisis celular. Según la escala, las células se recogen mediante centrifugación o microfiltración TFF. La centrífuga de discos se expulsa de forma intermitente a alta velocidad y el rendimiento de plásmidos superenrollados es bajo debido al daño por cizallamiento durante la descarga. Si se debe utilizar la centrifugación, lo mejor es una centrífuga de cuenco sólido. Los dispositivos TFF planos de canal abierto con membranas de microfiltración de 0.1 o 0.2 μm o dispositivos de fibra hueca pueden funcionar bien.

Debido a que los dispositivos de fibra hueca tienen una alta capacidad de carga de sólidos, a veces se les da prioridad. Por lo general, estos procesos operan a 3-5 veces la concentración, seguido de 3-5 volúmenes de transfiltración. Para reducir el esfuerzo cortante y controlar mejor la polarización de la membrana, se recomiendan enfáticamente las operaciones de control de penetración. Si bien las centrífugas son más rentables en operaciones comerciales a gran escala, los procesos a menor escala tienden a utilizar la filtración debido a su portabilidad y facilidad de operación.

Se han utilizado floculantes para facilitar el procesamiento, pero pueden provocar pérdidas de producto. Algunos recomiendan también utilizar partículas inertes de tierra de diatomeas, seguidas de una filtración con bolsas.

Cell lysis produces viscous products, including large particles, cell fragments, soluble impurities, fine colloidal particles, and pDNA. Due to the complexity of the material, removing such fine solids is a difficult separation. Gradient density deep filter or open hole structure (>Los filtros de membrana de 0,45 m son buenos para eliminar los restos celulares. Debido a la fuerte obstrucción de los restos celulares, se prefiere la filtración a baja presión o bajo flujo. Para este paso se han utilizado microfiltros basados ​​en Tff y filtros de bolsa a escala industrial. El craqueo estático (en un recipiente mezclador) y continuo (usando un mezclador estático en línea) requiere filtros diferentes.

 

3.3 Estudio de caso: Comparación de la eficacia de los métodos de centrifugación, NFF y TFF para clarificar las toxinas del tétano

Muniandi et al. compararon tres métodos diferentes para clarificar las toxinas y toxoides del tétano de los fluidos de fermentación, a saber, centrifugación, filtración profunda (NFF) y TFF. El material de prueba se produjo en un fermentador de 400L utilizando un medio Miller modificado (MMM). En el estudio de centrifugación, las células se separaron del corazón a 4000 RPM en un recipiente de 6 × 1L durante 60 minutos. Se tomaron muestras de sobrenadante para detectar la recuperación de toxoide. La filtración profunda utiliza filtros profundos de 0,45 μm y 0,22 μm que contienen tierra de diatomeas y celulosa para clarificar el caldo de fermentación. El proceso se lleva a cabo a una temperatura de 35 grados y 12 psi.

Un módulo TFF de panel plano abierto se une térmicamente a una membrana de PVDF de 0.22 μm en el método TFF. El proceso de clarificación basado en TFF se realizó a una velocidad de flujo cruzado de 2000 L/h a 23 grados, y el filtrado clarificado se concentró a una velocidad de flujo cruzado de 1000 L/h a 25 grados utilizando una membrana PES de 30 kD tipo sándwich TFF convencional. El líquido de carne clarificado (aproximadamente 6 L) se concentra 10 veces en este proceso de ultrafiltración. Se realizaron pruebas de toxoide tetánico en muestras de retenedor concentrado para evaluar la recuperación del producto.

La filtración profunda dio como resultado una tasa de recuperación de producto de aproximadamente el 89%, y las unidades TFF dieron como resultado una tasa de recuperación de producto de más del 97%. Los procesos de microfiltración y ultrafiltración producen consistentemente recuperaciones de producto más altas que el proceso NFF. Estos resultados se basan en pruebas de floculación (Lf).

 

04Aclaración sobre las vacunas polisacáridas

4.1 Consideración de la aclaración de la vacuna de polisacáridos

El proceso de producción de vacunas de polisacáridos libres/no acoplados y de vacunas de polisacáridos acoplados comienza con el cultivo de la bacteria huésped en un fermentador. Al final de la fermentación, las bacterias pueden tratarse con agentes de limpieza como DOC (desoxicolato de sodio), Triton®X-100 u otros reactivos adecuados para destruir las bacterias y promover la liberación de polisacáridos. Debido a la gran capacidad de la batería, la recolección directa mediante NFF no es económicamente viable ya que el rendimiento puede ser muy bajo. Por lo tanto, la opción ideal es utilizar una centrífuga para separar los grumos de células. También se puede utilizar la gama de microfiltración TFF. El centro/penetrante libre de células que contiene el polisacárido de interés se clarifica aún más mediante un sistema de filtración profunda NFF, seguido de una filtración biobatterizada y luego se procede a un tratamiento posterior para una purificación adicional.

 

4.2 Estrategia de clarificación de vacunas de polisacáridos

4.2.1 Procedimiento de Primera Aclaración

La centrifugación es una de las técnicas más comunes para separar las células de los fluidos de fermentación. Dependiendo de la escala, se puede seleccionar la centrifugación continua o la centrifugación por lotes. Es importante tener en cuenta que la optimización adecuada de las condiciones de centrifugación y su funcionamiento es esencial para una purificación posterior exitosa. Al seleccionar una membrana TFF específica y un tamaño de poro, es importante tener en cuenta el peso molecular de los polisacáridos, que a menudo son grandes y estructuralmente complejos, con pesos moleculares que varían de aproximadamente 500kDa a más de 1000kDa. Debido al gran tamaño de poro abierto, el uso de membranas MF de 0,22 μm, 0,45 μm y 0,65 μm puede garantizar la recuperación exitosa de las moléculas de PS en la solución osmótica.

 

4.2.2 Procedimiento de clarificación secundaria

La claridad/turbidez de la solución de fermentación libre de células que llega al paso de clarificación secundaria depende de las bacterias específicas, el tipo de división, el tipo de suero individual y la técnica utilizada para el paso de clarificación primaria. La turbidez del centro puede variar de aproximadamente 50 a 150 NTU. Se puede utilizar un filtro profundo de densidad fraccionaria con carga positiva hecho de diatomita impregnada con fibras de celulosa rellenas para clarificar y reducir su turbidez a < 5 NTU.

El caudal de este filtro profundo puede variar de aproximadamente 150 L/m3 a 250 L/m3. Normalmente, la solución de producto clarificada se filtra a través de una membrana de grado de reducción con soporte biológico de 0,45 μm o de grado esterilizado de 0,22 μm para eliminar las partículas celulares restantes, los coloides y los posibles microorganismos.

 

4.3 Caso de estudio: Clarificación del centro del caldo de fermentación de Streptococcus pneumoniae después de la centrifugación

Las células se separaron añadiendo un 4,1 % (v/v) de caldo de fermentación de Streptococcus pneumoniae tipo 8 (20 L) mediante centrifugación continua. El centro de la colección se filtró a través de dos filtros profundos separados de tierra de diatomeas y con carga positiva que contenían fibras de celulosa. Luego, el filtrado del filtro profundo individual se filtró a través de una membrana de PVDF de 0,45 μm de grado de reducción biocargada. Todas las pruebas de filtración se realizaron en modo de flujo constante con bombas peristálticas. Las pruebas de filtración con un filtro profundo cargado y caldo de fermentación de Streptococcus pneumoniae serotipo 8 dieron como resultado una caída de la turbidez de aproximadamente 120 NTU a 3 NTU. Las pruebas se llevaron a cabo a un caudal de 140.150 L/m2/h y una diferencia de presión de punto final de 20-25 psi, con un rendimiento volumétrico de aproximadamente 180-200 L/m2.

Se realizaron pruebas de filtración similares en el caldo de fermentación de Streptococcus pneumoniae serotipo 19A. El líquido 19A centrifugado se clarifica a través de un filtro profundo cargado, que reduce la turbidez de aproximadamente 40 NTU a 3 NTU. Las pruebas se realizaron a un caudal constante de aproximadamente 140-160 L/m2 /h, y se logró un rendimiento volumétrico de 200-230 L/m2 a una presión de punto final de aproximadamente 15 psid. El análisis HLPC de muestras de producto recolectadas durante las pruebas de evaluación de filtración no mostró una pérdida de rendimiento significativa para la filtración profunda o las membranas de 0.45 μm (o 0,22 μm).

 

05 Conclusión

El desarrollo de procesos de clarificación requiere la integración de varios procesos unitarios, como centrifugación, TFF-MF, filtración profunda y filtración aséptica. La optimización del proceso de clarificación requiere una comprensión de cómo las diferentes operaciones unitarias se afectan entre sí. El desafío es seleccionar tecnologías y herramientas (equipos y accesorios) para satisfacer los requisitos cada vez más complejos de los fluidos de proceso producidos por los biorreactores más eficientes de la actualidad. El aumento de la productividad previa (título viral, densidad celular, etc.), los restos celulares y los productos de lisis celular aumentan la dificultad del proceso de clarificación y confunden la elección del equipo de separación y filtración.

Al seleccionar la escala del proceso, se debe tener en cuenta el diseño del equipo, la facilidad de uso y la limpieza. Esto garantizará una conversión eficiente y la seguridad del operador al tratar con filtros desechados. Para desarrollar el proceso de clarificación, es importante una sólida integración de los pasos de clarificación para garantizar que el procesamiento de la cosecha anterior sea rentable. Existe una variedad de unidades de filtración disponibles para facilitar las pruebas de laboratorio, la producción piloto y el procesamiento a gran escala. Al implementar un plan de trabajo de ampliación bien diseñado que evalúe múltiples opciones de clarificación, se pueden seleccionar y dimensionar con confianza los filtros de clarificación para proteger las operaciones de la unidad posterior y, al mismo tiempo, reducir los costos operativos.

La clarificación de vacunas presenta varios desafíos. Por lo general, el proceso de filtración debe adaptarse al sistema de producción, al agente de inactivación o lisis y a la presentación del antígeno, no necesariamente a las vacunas. Los procesos tradicionales de elaboración de vacunas suelen utilizar la centrifugación para clarificar inicialmente la vacuna. Las vacunas modernas con múltiples plataformas tecnológicas y volúmenes de procesamiento más pequeños hacen que las vacunas sean más adecuadas para la clarificación mediante tecnologías basadas en membranas. Las vacunas recientemente desarrolladas que utilizan líneas celulares y sistemas de expresión modernos y que utilizan condiciones de cultivo celular más definidas hacen que muchos procesos de elaboración de vacunas sean más propicios para la filtración.

 

Sin embargo, la heterogeneidad del componente antigénico o "antígeno diana" de los productos de vacunas aumenta la complejidad de la clarificación por filtración. Los antígenos varían en tamaño, química de superficie y carga. Estas características afectan el rendimiento y la recuperación de antígenos. Las vacunas presentan desafíos únicos para la clarificación, principalmente debido al tamaño de sus macromoléculas. Esto, combinado con problemas de capacidad en torno a la clarificación, aumenta la necesidad de orientación sobre las estrategias de desarrollo de procesos.

El tamaño y la escala de una operación a escala comercial para la producción de vacunas tiene un impacto significativo en la elección de la tecnología de clarificación. Al estar ubicada aguas arriba del proceso, la optimización adecuada de la clarificación es fundamental para el éxito de las operaciones unitarias aguas abajo, maximizando el rendimiento, la recuperación y la solidez del proceso. Si bien la centrifugación sigue siendo una opción técnica viable para la clarificación primaria, las unidades de microfiltración de canal abierto (TFF) para la clarificación primaria y los filtros profundos finos o los filtros de membrana para la clarificación secundaria están ganando aceptación en la industria de las vacunas. Este cambio está impulsado por la necesidad de un procesamiento más rápido, un desarrollo rápido de procesos, procesos portátiles e implementaciones de un solo uso. La NFF ofrece un proceso económico adecuado para opciones de un solo uso de pequeña a gran escala. Debido a las cambiantes necesidades regulatorias, la disponibilidad de dispositivos o módulos preasépticos de irradiación gamma diseñados para la esterilización en autoclave promueve una adaptación más rápida de las tecnologías basadas en NFF o TFF.

Muchos procesos clásicos de elaboración de vacunas implican la evolución de las operaciones unitarias de clarificación, en gran medida debido a las restricciones regulatorias y los altos costos asociados a la revalidación y la nueva presentación de los resultados para los ensayos clínicos. El proceso de plataforma que utiliza el esquema de clarificación basado en la filtración se ha utilizado ampliamente en varios agentes biológicos con un alto grado de éxito. Los ejemplos y casos descritos en este documento muestran que los fabricantes de vacunas tienen el potencial de lograr este nivel de estabilidad, viabilidad económica y utilidad de un solo uso siguiendo el enfoque de plantilla.

Otras ventajas de la filtración frente a la centrifugación son los virus sensibles al cizallamiento o los virus que tienden a acumularse en la interfaz del aire. A medida que los fabricantes de dispositivos lancen nuevos productos al mercado, los fabricantes de vacunas seguirán estando mejor equipados para el proceso de clarificación.

 

Como primera empresa en el circuito de localización, Guidling Technology ha acumulado suficiente experiencia relevante en la clarificación de vacunas. Guidling Technology es una empresa de desarrollo y producción centrada en la biofarmacéutica y el cultivo celular, la purificación y la separación. Los productos se utilizan ampliamente en biomedicina, diagnóstico, filtración de fluidos industriales, detección, clarificación, purificación y procesos de concentración; Guidling ha desarrollado con éxito tubos de centrífuga de ultrafiltración, casetes de membrana de ultrafiltración/microfiltración, filtros de eliminación de virus, dispositivos de filtrado de flujo tangencial, pilas de membranas profundas, etc., que satisfacen plenamente los escenarios de aplicación de la biofarmacia y el cultivo celular.

Nuestras membranas y filtros de membrana se utilizan ampliamente en la concentración, extracción y separación de prefiltración, microfiltración, ultrafiltración y nanofiltración. Nuestra amplia gama de líneas de productos, desde pequeños sistemas de filtración de un solo uso para laboratorio hasta sistemas de filtración de tipo de producción, pruebas de esterilidad, fermentación, cultivo celular y más, pueden satisfacer las necesidades de prueba y producción.