Nachweis & Entfernung von Aggregaten
Biologische Produkte wie monoklonale Antikörper (mAk) neigen während der Produktion zur Proteinaggregation. Die Aggregation führt zu Problemen in der Produktionsumgebung und beeinträchtigt die Effizienz der Aufreinigungsvorgänge. Noch wichtiger ist die Tatsache, dass dies Bedenken bezüglich der Arzneimittelsicherheit für Patienten hervorrufen kann. Hohe Konzentrationen von Aggregaten können nämlich das Immunsystem des Patienten überstimulieren, was zu unerwünschten Reaktionen führt. Aus diesen Gründen gilt der Aggregatgehalt in Arzneimitteln als kritisches Qualitätsmerkmal. Die Kontrolle des Aggregatgehalts während des Upstream und Downstream Processing stellt dabei einen Schwerpunktbereich für Biopharma-Produzenten dar.
Aggregate werden durch die Assoziation multipler Proteinmoleküle (Multimere) gebildet, die dauerhaft oder reversibel zusammengehalten werden. Sie reichen von zwei bis hin zu vielen assoziierten Proteinmolekülen.
Die Aggregatkontrolle beginnt Upstream mit der Klonselektion und setzt sich Downstream mit einer sorgfältigen Kontrolle der Elution aus der Affinitätschromatographie und der Inkubation in viralen Inaktivierungsschritten mit niedrigem pH-Wert fort. Hilfsstoffe und Stabilisatoren können verwendet werden, um die Bildung von Aggregaten zu minimieren, während nachgeschaltete chromatografische Schritte zur effizienten Entfernung von Aggregaten eingesetzt werden. Die Effizienz einiger Downstream-Schritte, wie z. B. der Virusfiltration, kann durch das Vorhandensein von Aggregaten erheblich beeinträchtigt werden. Zudem wird häufig eine adsorptive Vorfiltration eingesetzt, um die Variabilität von Charge zu Charge zu minimieren und die Prozessstabilität zu verbessern.
Zu den Ansätzen zur Minimierung der Aggregatbildung gehören:
- Manipulation von Molekülen und Zelllinien
- Sorgfältige Auswahl von Prozessverbrauchsmaterialien und Hilfsstoffen
- Optimierung und Kontrolle der Prozessparameter
Durch die Minimierung von Aggregaten wird die Prozesseffizienz in einer Zeit verbessert, in der Flexibilität und schnelle Markteinführung immer wichtiger werden.
Zugehörige Videos
Workflow
Upstream
Der Upstream-Prozess beginnt mit der Zelllinienentwicklung und umfasst alle Schritte bis zur Zellernte mit dem Ziel, die Zelldichten und Produkttiter zu erhöhen und so die mAk-Produktion zu maximieren
Downstream
Von der Zellernte bis zur Endabfüllung in Fläschchen liegt der umfassende Schwerpunkt des Downstream Bioprocessing auf der Aufreinigung bei gleichzeitiger Kontrolle der Keimbelastung und der Gewährleistung der Virussicherheit, um Vertrauen in die Arzneimittelsicherheit für Patienten zu schaffen
Endfiltration und Abfüllung
Die Endabfüllung von Arzneimitteln muss strenge Anforderungen in Bezug auf Sterilität, Integrität, Sauberkeit, Betriebssicherheit und Effizienz erfüllen
Virussicherheit
Auf Basis der Prinzipien „Vorbeugen, erkennen und entfernen“ wird in der Virussicherheit die Risikoanalyse mit einer sorgfältigen Auswahl an Rohstoffen, umfangreichen Prüfungen von Rohstoffen und Zwischenprodukten sowie der Implementierung von Schritten zur Virusreduktion in Downstream-Prozessen kombiniert
Keimbelastungskontrolle
In allen mAk-Produktionsprozessen besteht das Risiko einer mikrobiellen Kontamination, weshalb ein Prozessdesign mit Kontrollstrategien zur Risikominderung und eine Überwachung der Keimbelastung zur Sicherstellung der Prozesskontrolle erforderlich ist
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