Influenza vakcina előállítás egyszer használatos bioreaktorokban Max-Planck-Gesellschaft

Influenza elleni oltások, házirendek és pandémiás tervek

Más biotechnológiai termékekhez képest különleges követelmények vonatkoznak az oltóanyagok gyártási eljárásainak fejlesztésére:

a terméket egészséges betegnek szánják, és a mellékhatásokat nem fogadják el
egészséges betegeknél kezdetben nincs szükség kezelésre (oltási fáradtság)
a termék tömegtermék, olcsónak, stabilnak (tárolásra) és könnyen kezelhetőnek kell lennie
Olyan oltóanyagokkal, mint az influenza, a termelésnek nagyon rugalmasnak kell lennie, mivel évente különböző, kissé eltérő tulajdonságú vírusokat kell előállítani
világjárvány esetén nagyon sok terméket kell nagyon rövid idő alatt előállítani.

A gyártási folyamatokkal és azok további fejlesztésével kapcsolatos információkat a vállalatok általában nagyon bizalmasan kezelték. Ez legalább részben megváltozott az elmúlt években a „fertőző betegségek jelentette fenyegetés” nyilvános megbeszélése miatt. A "Bill és Melinda Gates Alapítvány" által finanszírozott projektek, például az "International Aids Vaccine Initiative" (IAVI) arra ösztönözték az oltásgyártókat és a kutatóintézeteket, hogy közösen osszák meg az ismereteket, és számos más érdekes fejleményt is láthattunk az elmúlt években ( beleértve a köz- és magánszféra közötti partnerségeket). Új sejtvonalakat fejlesztettek ki (tervező sejtek), új reaktorokat és tisztítási folyamatokat teszteltek (eldobható bioreaktorok és eldobható tisztító egységek).

Mely sejtek milyen körülmények között termelik a legtöbb vírust?

Az inkubált csirketojásokban sok évvel ezelőtt engedélyezték az influenza vírusok termelését, és biztonságosnak is bizonyították. A vakcina azonban nagyon kis mennyiségű tojásfehérjét tartalmaz, ami allergiához vezethet. Ami a madárinfluenza vírusok termelését illeti, ez a termelési rendszer természetesen szintén korlátokba ütközik. Ha más állati sejteket szeretne használni vírusok előállítására, azokat csak bizonyos feltételek mellett lehet jóváhagyni. Például a sejteknek mentesnek kell lenniük járulékos ágensektől (azaz mentesek ismert biológiailag szennyező ágensektől, például mikoplazmáktól, vírusoktól, bakteriofágoktól), és be kell mutatni, hogy az előállított vakcina nem jelent semmiféle rák vagy prion kockázatát.

Például CHO vagy BHK sejtek nem használhatók - mindkét sejtet gyakran használják rekombináns fehérjék vagy monoklonális antitestek biotechnológiai előállítására. Az emberi vakcinák előállítására jóváhagyott sejtvonalak közé tartoznak például az MDCK, a Vero és a Per.C6 sejtek. Az MDCK és a Vero sejtek általában tapadók, azaz kutyák vagy zöld majmok sejtjei, amelyek felszínen nőnek, és eredetileg veseszövetből származnak. A Per.C6 emberi sejtvonal az úgynevezett „tervező sejtekhez” tartozik, szuszpenzióban növekszik, és primer retinoblasztokból nyertük, transzfekcióval 5-ös típusú adenovírus E1 minigénjével.

E sejtek közül melyik a legjobb sejt egy adott oltási eljárás létrehozásához, sok különböző paramétertől függ. A tenyészközeg és a körülmények befolyásolják a lehető legnagyobb sejtszámot és így a vírushozamot. A vírusreplikáció alatti táptalaj és a fertőzési körülmények ezután befolyásolják a sejtek termelékenységét. A vírusokat hozzá kell igazítani a sejtekhez, és meg kell határozni a fertőzés pontos időpontját és az optimális vakcinázási arányt. A tápanyagok hiánya a táptalajban vagy a folyamat során felhalmozódó gátló anyagok szintén nagy hatással vannak a vírus hozamára.

A Max Planck Komplex Műszaki Rendszerek Dinamikájának Intézetének Bioprocesszusi Mérnöki Osztályának „Upstream Processing” munkacsoportja intenzíven foglalkozott influenza vakcinák előállításával állati sejtekben és különféle szinteken (extracelluláris és intracelluláris metabolitok, gazdasejt fehérjeválasz, sejtfiziológia, ... ) Megállapították az analitikai módszereket. Az MDCK és a Vero sejteket különböző, a folyamat szempontjából releváns körülmények között hasonlítottuk össze. Az átfogó elemzésnek köszönhetően számos paraméter meghatározható volt, amelyek döntően befolyásolják a sejtek növekedését és a vírushozamot, pontosabban jellemezhetők a teljes folyamatra gyakorolt hatásuk szempontjából [1-2]. A közegkomponensek (cukor, aminosavak, oxigén), a sejtciklus, a sejtnövekedés, valamint a halál és a fertőzés mértéke, a vírushozam (aktív és inaktív), a programozott sejthalál (apoptózis), a vírusfehérje hemaglutinin glikozilációs mintázata vagy a gazdasejtek fehérjeválaszának fogyasztása és a rendelkezésre álló adatok rendelkezésre állnak A folyamattervezéssel és -optimalizálással kapcsolatos kérdések tisztázását továbbra is alkalmazták.

Optimális folyamatmenedzsment mellett úgy tűnik, hogy a különféle cellák hozamai végül nem különböznek annyira. Fontosabb, hogy több lehetőség álljon rendelkezésre a vírusok előállításához, jobban megértsük az adott rendszerek előnyeit és hátrányait, és hogy rugalmasan alkalmazhassuk őket egy járvány esetén.

Eldobható bioreaktorok - új lehetőségek a gyors és egyszerű gyártáshoz?

Néhány évvel ezelőtt a meglévő bioreaktor-technológiát átgondolták. Rozsdamentes acélból vagy üvegből készült kevert vízforralók helyett szokásos reaktorként polietilénből készült tenyésztőzsákokat mutattak be, hasonlóan a vérátömlesztő zsákokhoz. Ezeket egy fűtött tányéron előre-hátra mozgatják, szükség esetén elgázosítják és egyszeri használat után ártalmatlanítják [3], lásd: 1. ábra.