Контроль качества при культивировании клеток с целью производства биопрепаратов

Из-за сложности, присущей белковой терапии, для создания и характеризации терапевтических молекул требуется целый ряд высокотехнологичных инструментов. Тщательно продуманное управление процессами и выборочный контроль продукции – ключевые этапы успешного производства. Для его перехода от лабораторных к промышленным масштабам необходимо наладить эффективный мониторинг и поддержание здоровья клеток и качества белков.

Клетки как фабрики по производству белков

При разработке высокопродуктивных клеточных линий и оптимизации условий культивирования важно учитывать влияние многих ключевых переменных факторов: культуральной среды, скорости роста клеток, жизнеспособности клеток, уровня экспрессии белков и других показателей качества, таких как размер, степень агрегации, гликозилирование и стабильность. Для надежного мониторинга и управления процессами необходимы подходящие анализаторы.

Разработка процесса культивирования клеток начинается с создания клеточной линии, состоящей из одинаковых клеток организма-носителя (например, HEK 293 и CHO). Затем ее превращают в экспрессионную или инфекционную систему и осуществляют селекцию. Далее следует оптимизация культуральной среды в малых масштабах, например, в 96-луночных планшетах или настольных биореакторах.

После подбора и оптимизации условий культивирования наступает этап пилотного исследования мастштабируемости процесса. Затем следуют доклинические токсикологические исследования и, наконец, организация производства в коммерческих объемах. На этом этапе биологические препараты изготавливают в соответствии с актуальными требованиями надлежащей производственной практики (cGMP). Когда процесс клеточного культивирования налажен окончательно, компания выводит продукт на рынок, проходя этапы его характеризации, масштабирования, трансфера технологии и валидации производственного процесса.

Чтобы удовлетворить существующий спрос, биофармацевтические компании строят крупные предприятия со множеством культуральных биореакторов объемом 10 000 л (или даже больше). Учитывая, что качество продукции и стабильность ее характеристик от партии к партии важны для здоровья и безопасности пациентов, постоянно повышается планка требований к технологическому процессу, харатеризации продуктов и управлению на всех стадиях производства.

Влияние рабочих условий на производственные показатели и качество продукции

Vi Cell MetaFLEXОптимизация условий клеточного культивирования – обязательный этап для эффективного производства продукции приемлемого качества. К важным физическим и химическим параметрам внешней среды относятся температура, скорость потока газа, скорость перемешивания, растворимость газов, уровень pH, осмоляльность, окислительно-восстановительный потенциал и содержание клеточных метаболитов. Для определения физиологического состояния культуры необходимо непрерывно измерять такие биологические показатели, как плотность клеток, их жизнеспособность, а также определять множество внутри- и внеклеточных характеристик, таких как уровень NADH, лактатдегидрогеназы, митохондриальную активность и статус клеточного цикла. Отклонения среды от оптимальных условий оказывают существенное влияние на качество и эффективность продукции.

Компактный анализатор Vi-CELL MetaFLEX подходит для работы с клеточными культурами, как в микро-, так и в макрообъемах. Он позволяет быстро и точно проанализировать такие ключевые показатели среды, как pH, pO2, pCO2, содержание глюкозы, лактата и электролитов. Встроенная система контроля качества (QC) автоматически анализирует три специальных QC-раствора, определяя и корректируя ошибки, а также блокируя параметры, не прошедшие QC.

Быстрый интуитивный анализ

По словам генерального менеджера по продукции Beckman Coulter Лены Ли: «На ранних этапах исследований и разработки процесса одним из ключевых показателей качества является клеточная жизнеспособность. Необходимо контролировать и поддерживать среду, в которой растут клетки. Vi-CELL MetaFLEX позволяет сохранять значение pH на должном уровне, что, как мы знаем, очень важно для жизнеспособности клеток.»

Vi-CELL MetaFLEX снабжен усовершенствованными датчиками, в основе которых лежит технология толстой пленки, состоящей из нескольких слоев керамических пластин, микроэлектродов и мембран. Это позволяет снизить объем образца до 65 мкл, время измерения – до <60 сек и увеличить полезное время работы анализатора до 23 ч.

В памяти инструмента может храниться до 2 000 результатов анализа. Входной модуль позволяет использовать для автоматического ввода проб шприцы, капиллярные и микроцентрифужные пробирки, а также стаканчики Vi-CELL. Единственные расходные материалы, которые вам потребуются: кассеты датчиков, контейнеры с реагентами, промывочными и QC-растворами и контейнеры для отходов.

Vi-Cell XRОкрашивание и количественный анализ живых и неживых клеток из биореакторов должны быть точными и воспроизводимыми. Плотность и жизнеспособность клеток критичны для культивирования и определения влияния рабочих условий на физиологию культуры, в том числе, на скорость роста, потребление и выделение метаболитов, специфическую клеточную продуктивность. Стандартным методом определения жизнеспособности клеток является их окраска трипановым синим. Анализатор Vi-CELL XR позволяет измерять долю жизнеспособных клеток, общую концентрацию клеток, общую концентрацию жизнеспособных клеток и быстро определять и исследовать условия, которые негативно влияют на жизнеспособность клеток.

Обычно при производстве рекомбинантных белков клетки культивируют в нескольких биореакторах при большой концентрации, а мониторинг каждого из них запускается одним кликом мыши. Чтобы быстро получать объективные результаты, автоматизированные анализаторы Vi-CELL снабжают каруселью для оперативного ввода образца. После загрузки система отбирает образец, перемешивает его с трипановым синим, помещает в камеру и определяет количество клеток (кл/мл), степень жизнеспособности (%) и распределение по размерам. Перед отбором из карусели следующего образца запускается цикл автоматической очистки. Общее время обработки одного образца составляет <2,5 мин.

Благодаря усиленной защите данных, защищенному входу, возможности создания электронных подписей, журналам регистрации событий и образцов анализаторы Vi-CELL MetaFLEX и XR соответствуют требованиям 21 CFR Part 11.

Важность анализа условий культивирования

Мониторинг клеточных культур с помощью быстрых, эффективных и точных инструментов для измерения значимых показателей ускоряет разработку и оптимизацию процесса клеточного культивирования. Анализаторы Vi-CELL XR и Vi-CELL MetaFLEX обладают функциональностью нескольких инструментов для отслеживания уровня pH, содержания газов, метаболитов, определения количества клеток и осмоляльности. Vi-CELL MetaFLEX предназначен для работы с культурами клеток множества линий. Это позволяет сэкономить ресурсы, необходимые для систем автоматического отбора проб и проведения мелкомасштабных исследований в ходе разработки.

Содержание

Свяжитесь с нами













Я согласен получать информацию о продукции, вебинарах, товарах и услугах компании Beckman Coulter, включая также информацию о продукции, товарах и услугах аффилированных компаний.



Заполняя данную форму вы соглашаетесь с нашей политикой конфиденциальности и политикой в отношении персональных данных.