Cultura celular para fabricação

Células cultivadas são usadas para a fabricação de biológicos, como vacinas, proteínas e anticorpos terapêuticos, além de terapias celulares. À medida que a aumenta a necessidade de vacinas e terapias biológicas, existe um interesse crescente em estabelecer processos de cultura celular mais eficientes por meio do desenvolvimento de:

• Linhagens e culturas celulares para maior produtividade
• Meios de cultura celular otimizados para expansão e produção
• Biorreatores para otimização do crescimento celular e escalabilidade

Sistemas de cultura celular para fabricação

Embora sistemas de expressões de células bacterianas, de levedura e insetos sejam capazes de superexpressar proteínas recombinantes, células de mamíferos são mais comumente usadas na produção de biológicos devido à sua capacidade de propagar vírus humanos, expressar anticorpos monoclonais e incorporar modificações pós-traducionais, como glicosilação, que são essenciais na produção de biológicos eficazes. Diversas linhagens celulares de mamíferos, incluindo CHO, células de linfoma (NS0, SP2/0) e células renais embrionárias humanas (HEK), foram desenvolvidas e usadas para produzir proteínas e anticorpos terapêuticos em altos níveis. Avanços em edição gênica, como sistemas CRISPR-Cas, aumentam ainda mais a eficiência de produção e melhoram a qualidade de produtos por meio da modificação do genoma de células hospedeiras para manipular o crescimento e apoptose celular e também para promover modificação pós-traducional do produto gênico.

Meios de cultura para produção de biológicos

A otimização de meio de cultura é outro componente fundamental no desenvolvimento de processos de cultura celular para a fabricação de biológicos. Meios de cultura celular sintéticos que são isentos de soro e componentes de origem animal tipicamente usados na produção de biológicos para reduzir a variabilidade inerente em meios e suplementos não definidos; para eliminar a presença de contaminantes e agentes adventícios do processo; como também para reduzir o risco de efeitos acidentais/adversos. Como as linhagens celulares são exclusivas e necessitam de nutrientes diferentes para se desenvolver, a biomassa de cultura e a produção de proteínas são, em grande parte, dependentes dos meios de cultura usados.

Biorreatores são dispositivos de cultura em larga escala usados em processos e produção a montante (upstream) que desempenham um papel importante na expansão e escalonamento da cultura celular para produção. O processo de expansão celular típico em sementeira envolve o descongelamento de células criopreservadas, seguido por expansões sucessivas em recipientes de cultura maiores, incluindo frascos, centrífugas e biorreatores com agitação. Quando o volume de cultura e a densidade celular são ideais, a cultura é, então, transferida para um biorreator de produção. Biorreatores fornecem microambientes controlados e liberação de nutrientes para regular o crescimento e diferenciação celular, melhorando a padronização e reprodutibilidade. Biorreatores com tanque de aço inoxidável com agitação ainda são comumente usados para a produção, embora biorreatores descartáveis de uso único estejam sendo empregados para possibilitar flexibilidade e reduzir o tempo de inatividade necessário para limpeza e esterilização de equipamentos permanentes tradicionais.