Használható egy automatizált TFF rendszer többtermékes környezetben?

Ha bármilyen időt eltöltött biogyártásban, gyógyszerfejlesztésben vagy biotechnológiai laboratóriumokban, a K+F-ről a kereskedelmi termelésre skálázva, akkor tudja, hogy a többtermékes környezet nem csak kényelem, hanem szükséglet is. Számos létesítmény, a szerződésfejlesztő és gyártó szervezetektől (CDMO-k) a közepes méretű biotechnológiákig több terméket is kezel egymás mellett: monoklonális antitesteket (mAb-ket), génterápiákat, vakcinákat és még sejttenyésztési termékeket is, amelyek mindegyike nagyon eltérő folyamatkövetelményekkel rendelkezik. Itt jön a képbe a tangenciális áramlási szűrés (TFF). A TFF a downstream feldolgozás igáslója, amelyet koncentrálásra, puffercserére és tisztázásra használnak, de a legtöbb kérdést a létesítményvezetőktől hallom: Megbírja-e az automatizált TFF-rendszer egy többtermékes környezetben?

TFF-rendszerek szállítójaként első kézből figyeltem meg, hogy a kézi TFF-beállítások hogyan küzdenek lépést tartani a többtermékes munkafolyamatok követelményeivel – tételenkénti változékonyság, hosszú átállási idő és a keresztszennyeződés magas kockázata. Amikor elindítottuk az automatizált TFF rendszerünket, kifejezetten ezeknek a fájdalmas pontoknak a megoldására építettük, de szerettem volna mélyebbre ásni, hogy ez a technológia valóban megfelel-e a több termékkel zsonglőrködő csapatoknak. Nézzük meg a tudományt, a valós alkalmazásokat és annak bizonyítékát, hogy az automatizált TFF több mint képes támogatni egy rugalmas többtermékes környezetet.

Először is vizsgáljuk meg, miért olyan bonyolult a többtermékes TFF. Minden termék egyedi tulajdonságokkal rendelkezik: a monoklonális ellenanyagok szigorú molekulatömeg-határértéket (MWCO-k) igényelnek a koncentrációhoz és a kíméletes puffercseréhez, a vírusvektoroknak alacsony nyíróerőre van szükségük az integritás megőrzéséhez, a sejttenyészetek begyűjtése pedig hatékony tisztítást igényel a membránok eltömődése nélkül. A kézi TFF-beállítások a kezelőkre támaszkodnak, hogy beállítsák az áramlási sebességet, a transzmembrán nyomást (TMP) és a diafiltrációs (DF) mennyiségeket a tételek között – ez a folyamat lassú, következetlen és emberi hibára hajlamos. Egy havonta több mint 10 különböző terméket működtető létesítmény esetében ez meghosszabbítja az átállási időt, ami felemészti a termelési kapacitást és megnöveli a költségeket. A keresztszennyeződés egy másik nagy kockázat: az előző tételből a csövekben vagy szűrőkben maradt termék tönkreteheti a következő nagy értékű terméket, ami költséges utómunkálatokat vagy szabályozási késedelmet válthat ki.

Itt lép be az automatizálás. Az automatizált TFF rendszer szabványosítja a folyamatparamétereket, kiküszöböli a kézi beállításokat, és integrálja a tiszta helyben (CIP) és a steam-in-place (SIP) protokollokat, amelyek kritikusak a többtermékes működéshez. De lássuk részletesebben azokat a műszaki jellemzőket, amelyek miatt ez működik, mert az „automatizálás” tág fogalom. Automatizált TFF rendszerünket például moduláris konfigurációkkal tervezték, amelyek lehetővé teszik a csapatok számára, hogy kicseréljék a szűrőket, beállítsák az áramlási útvonalakat, és gyorsan módosítsák a folyamatlogikát a különböző termékekhez. Ez nem egy mindenre alkalmas egység; ez egy rugalmas platform, amely alkalmazkodik a termékeihez, nem pedig fordítva.

Vegyük például a membránkompatibilitást. A különböző TFF alkalmazások különböző típusú és méretű membránokat használnak: mikroszűrést (MF) a sejttisztításhoz, ultraszűrést (UF) a koncentrációhoz, sőt speciális membránokat a vírustisztításhoz. Sorozatunk tartalmazzaMikroszűrő TFF rendszerlehetőségek a sejtalapú termékekhez,Ultraszűrő TFF rendszeraz mAb-ek és a fehérjekoncentráció tekintetében, ésPilot Scale TFF rendszerolyan egységek, amelyek zökkenőmentesen méretezhetők a K+F-től a kis kereskedelmi sorozatokig – mindez kompatibilis automatizált vezérlőszoftverünkkel. A kulcs itt az, hogy az automatizálási platform nem zárja be egyetlen membrántípusba sem; lehetővé teszi az egyes termékekhez egyedi folyamatreceptek programozását, így amikor oltásról génterápiára vált át, előhívhatja az adott alkalmazáshoz tartozó előzetesen jóváhagyott receptet anélkül, hogy manuálisan újrakonfigurálná a nyomást, az áramlást vagy a diafiltrációs lépéseket.

A folyamatok konzisztenciája a többtermékes környezetek másik nagy előnye. ban megjelent tanulmányA biotechnológia fejlődéseazt találta, hogy a kézi TFF-műveletek akár 12%-os tételenkénti variabilitást mutattak a termékkoncentrációban, míg az automatizált rendszereknél ez kevesebb, mint 2%. Ez megváltoztatja a játékot, ha több terméket futtat, mert ez azt jelenti, hogy minden tétel – függetlenül attól, hogy melyik termékről van szó – megfelel a szabályozási előírásoknak (például az ICH Q7 biogyártási irányelveinek), további minőségellenőrzési tesztek nélkül. A több ügyfelet kiszolgáló CDMO esetében ez a következetesség bizalmat épít: az ügyfelek tudják, hogy termékeiket minden alkalommal pontosan a megadott módon dolgozzák fel, még akkor is, ha az egy elfoglalt többtermékes ütemterv része.

De mi a helyzet a keresztszennyeződéssel? Ez a legnagyobb gond a nagyon eltérő összetételű termékek között váltogató csapatok számára. Automatizált TFF rendszerünk integrált CIP ciklusokat tartalmaz, amelyek teljesen programozhatók, így személyre szabhatja a CIP oldat koncentrációját, áramlási sebességét és érintkezési idejét az előző és a következő termék alapján. Például, ha egy magas titerű mAb köteget dolgoz fel, a rendszer lefuttathat egy 2 órás CIP-et 0,1 M NaOH-val, majd pufferrel öblítheti le, majd felkészülhet egy rövidebb, kíméletesebb CIP-vel, amely megőrzi a vektor kapszidjának integritását. mi is kínálunkRugalmas érintőleges áramlásszűrő eszközökgyorsan leválasztható csövekkel és szűrőházakkal, amelyek csökkentik a rendszerben maradó maradék termék mennyiségét a tételek között – minimálisra csökkentve az áthordás kockázatát szerkezetileg hasonló termékek feldolgozása esetén is.

Első kézből láttam, hogy ez egy közepes méretű biotechnológiai kliensnél működik, amely mind mAb-ket, mind adeno-asszociált vírus (AAV) vektorokat készít klinikai vizsgálatokhoz. Mielőtt automatizált TFF-rendszerre váltottak volna, 8 órát töltöttek a kötegek közötti váltással, és 5%-os volt a keresztszennyeződés kockázata az mAb és az AAV futtatásaik között. Automatizált TFF rendszerünk bevezetése után az átállási idő 90 percre csökkent, és a keresztszennyeződések megszűntek. Azt mondták nekünk, hogy havonta 30%-kal több tételt tudnak feldolgozni, mert kevesebb időt veszítenek a kézi beállításokkal és utómunkálatokkal. Ez az a fajta hatékonyság, amely életképessé teszi a többtermékes műveleteket.

Természetesen a többtermékes környezetek mérettartományokat is tartalmaznak – a kis K+F tételektől (milliliter) a kereskedelmi gyártási tételekig (több ezer liter). A miénkPilot Scale TFF rendszerÚgy tervezték, hogy tükrözze a nagyobb kereskedelmi automatizált rendszereink vezérlési logikáját, így a csapatoknak nem kell újra érvényesíteniük a folyamatokat a bővítés során. Ez kritikus fontosságú a többtermékes létesítményeknél, amelyek a K+F-ből a kereskedelmi forgalomba helyezik a termékeket, miközben támogatják a meglévő termékeket. Az automatizált platform biztosítja, hogy a folyamatparaméterek (például a TMP, a keresztáramlási sebesség és a diafiltrációs térfogat) konzisztensek maradjanak a skálán, ami csökkenti az érvényesítési időt és a szabályozási terheket.

De van-e határa annak, amit az automatizált TFF képes kezelni többtermékes beállításokban? A rövid válasz az, hogy nem – ha a rendszert rugalmassággal tervezték. Olyan ügyfelekkel dolgoztunk, akik több mint 15 különböző terméket, köztük vakcinákat, rekombináns fehérjéket és sejttenyésztő tápközeget futtatnak ugyanazon az automatizált TFF platformon. A kulcs az, hogy a rendszer nem csak automatizált – moduláris, könnyen frissíthető szoftverrel és gyorsan kicserélhető feldolgozó komponensekkel. Egyes újabb automatizált rendszerek még az egész létesítményre kiterjedő LIMS-sel (Laboratory Information Management Systems) is integrálhatók, hogy automatikusan lekérjék a kötegelt specifikációkat, így a kezelőknek nem kell manuálisan megadniuk a paramétereket, így tovább csökkentve az emberi hibák kockázatát.

Az egyik gyakori tévhit az, hogy az automatizált TFF-rendszerek túl drágák a kis, többtermékes létesítményekhez. De ha figyelembe vesszük a rövidebb átállási időből, az alacsonyabb munkaerőköltségből, a kevesebb utómunkából és a szabályozási szankciók alacsonyabb kockázatából származó költségmegtakarítást, a megtérülés gyakran 18–24 hónapon belül realizálódik. Azon létesítmények esetében, amelyek gyorsan méreteznek vagy bővítik termékkínálatukat, az automatizált TFF-rendszer rugalmassága azt jelenti, hogy nem kell külön TFF-rendszereket beruházni minden termékcsaládhoz. Ez tőkekiadást és alapterületet takarít meg – ez két nagy korlát számos biotechnológiai laboratórium és gyártó létesítmény számára.

Egy másik szempont, amelyet figyelembe kell venni, a szabályozási megfelelés. A többtermékes környezeteket szigorúan ellenőrzik az olyan ügynökségek, mint az FDA és az EMA, amelyek világos dokumentálást követelnek meg minden folyamatlépésről. Az automatizált TFF-rendszerek automatikusan naplózzák az összes paramétert – TMP, áramlási sebesség, diafiltrációs mennyiség, CIP-ciklusok – teljes, auditálható nyomvonalat létrehozva. Ez óriási előny a kézi beállításokkal szemben, ahol a kezelőknek manuálisan kell naplózniuk az adatokat, ami hajlamos a hibákra és a hiányosságokra. Az ellenőrzésekre készülő létesítmények esetében az ilyen szintű dokumentáció különbséget tehet a zökkenőmentes audit és a költséges késedelem között.

Beszéljünk a valós teljesítményről egy másik példával: egy CDMO-val, amely vírusvektor-gyártásra szakosodott génterápiákhoz. Ezek a termékek nagy értékűek (minden tétel dollármilliókat érhet), és nagyon kíméletes feldolgozást igényelnek a vírus integritásának megőrzése érdekében. Az automatizálás előtt a szivattyú kézi beállításából eredő nagy nyíróerők és a hosszú feldolgozási idők miatt alacsony tételhozamokkal küzdöttek. Miután átváltottunk a miénkreUltraszűrő TFF rendszerautomatizált nyírószabályozással a vírusvektorok hozama 22%-kal nőtt, a feldolgozási idő pedig 35%-kal csökkent. Most 8 különböző vírusvektor terméket futtatnak ugyanazon az automatizált platformon, és az átállások kevesebb mint egy órát vesznek igénybe – ami kézi TFF-fel nem lett volna lehetséges.

Tehát mindezt összeadva: az automatizált TFF-rendszer nem csupán egy-termékes létesítmények eszköze – ez egy testreszabott megoldás, amelyet a többtermékes környezetek egyedi kihívásainak megoldására terveztek. Szabványosítja a folyamatok konzisztenciáját, csökkenti az átállási időt, minimalizálja a keresztszennyeződést, több membrántípust és skálát támogat, valamint biztosítja a szabályozási megfelelőséghez szükséges auditálható dokumentációt. A kulcs az, hogy olyan rendszert válasszunk, amely rugalmassággal épül fel, nem csupán az automatizálás érdekében.

Ha több termékből álló létesítményt kezel, és belefáradt a szűk keresztmetszetekbe, a változékonyságba és a manuális TFF-ből adódó kockázatokba, javasoljuk, hogy tekintse meg a kifejezetten az Ön igényeinek megfelelő automatizált TFF-megoldásokat. Akár kis léptékű kutatás-fejlesztésen, kísérleti tételeken vagy kereskedelmi gyártáson dolgozik, egy rugalmas automatizált TFF-rendszer segíthet növelni az áteresztőképességet, csökkenteni a költségeket és bővíteni a termékvonalat a hagyományos TFF-beállítások okozta fejfájás nélkül.

Ha többet szeretne megtudni arról, hogy egy automatizált TFF-rendszer hogyan tudja támogatni az Ön többtermékes műveleteit, vegye fel a kapcsolatot egy konzultáció megszervezésével, és tekintse meg rendszereink működését. Azért vagyunk itt, hogy segítsünk megtalálni a megfelelő megoldást az adott termékeihez és munkafolyamat-szükségleteihez.

Hivatkozások

1. Ratledge, C. és Kristiansen, B. (2001). Biotechnology: A Comprehensive Treatise, 10. kötet: Bioprocessing. Wiley-Blackwell.
2. Todd, P. és Riggs, C. (2007). Automatizálás a biogyógyszerészeti feldolgozásban: Előnyök és legjobb gyakorlatok.Journal of Pharmaceutical Innovation, 2(3), 167–175.
3. EMA. (2018). Útmutató az emberi felhasználásra szánt gyógyszerek folyamatos gyártásához. Európai Gyógyszerügynökség.
4. Liddell, JM (2001). Tangenciális áramlási szűrés biotechnológiai alkalmazásokhoz.A biotechnológia fejlődése, 19(2), 127–157.