Producción celular a gran escala basada en microportadores porosos solubles de grado GMP
7 de julio de 2023
Aquí, presentamos un protocolo para lograr la fabricación a gran escala de células adherentes a través de un sistema completamente cerrado basado en microportadores solubles de grado GMP. El cultivo de células madre mesenquimales humanas, células HEK293T y células Vero se validó y cumplió tanto con las demandas de cantidad como con los criterios de calidad para la industria de la terapia celular y génica.
La industria de la terapia celular y génica ha sido testigo de una expansión exponencial en las últimas dos décadas. Sin embargo, existe una gran brecha tecnológica entre la investigación de laboratorio y la fabricación de habilidades industriales. Cumpliendo con las políticas regulatorias y para satisfacer las demandas ecológicas de la industria CGT, se han adoptado sistemas cerrados automatizados para producir terapias celulares.
En el caso de las células adherentes, el cultivo mediante microportadores en biorreactores escalables de tanque agitado es un método prometedor. Convencionalmente, los microportadores comercializados no son deseables. La recolección de células mediante tripsinización y el ahorro de microportadores por tamaño no solo es ineficiente y desafiante, sino que también afecta la calidad de las células y causa problemas de seguridad.
En este estudio, hemos logrado con éxito la producción de células a gran escala basada en microportadores solubles 3D TableTrix de grado GMP en un sistema automatizado y cerrado. Más de 11.000 millones de células madre mesenquimales humanas se produjeron en una expansión de dos etapas en nueve días. También demostramos el cultivo de alta densidad de células HEK293T y células Vero, en las que ambas densidades alcanzaron más de 10 millones de células por mililitro.
Esta plataforma avanzada de biofabricación permite que las células de adherencia se expandan de manera efectiva y se cosechen por completo de manera automatizada y cerrada. Nuestro protocolo ofrece la oportunidad de mejorar la eficiencia de la producción y perfeccionar el control de calidad en la fabricación a escala industrial de productos CGT.
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Descripción general
Este artículo presenta un protocolo para la fabricación a gran escala de células adherentes utilizando un sistema completamente cerrado con microportadores solubles de grado GMP. Se validó el cultivo de células madre mesenquimales humanas, células HEK293T y células Vero para cumplir con los requisitos de calidad y cantidad de la industria de terapias celulares y génicas.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Terapia Celular y Genética
- Técnicas de Cultivo Celular
- Biotecnología
Antecedentes
- La industria de terapias celulares y genéticas se ha expandido rápidamente durante las últimas dos décadas.
- Existe una brecha significativa entre la investigación en laboratorio y la fabricación industrial.
- Se están adoptando sistemas cerrados automatizados para producir terapéuticos celulares.
- Los microacarreadores convencionales presentan desafíos en la recolección celular y la calidad.
Objetivo del estudio
- Desarrollar un método escalable para el cultivo de células adherentes.
- Mejorar la eficiencia y seguridad en los procesos de recolección de células.
- Cumplir con los estándares regulatorios en la producción de terapias celulares.
Métodos Utilizados
- Uso de microacarreadores solubles de grado GMP.
- Implementación de un sistema completamente cerrado para el cultivo celular.
- Validación de tipos celulares, incluyendo células madre mesenquimales humanas, células HEK293T y células Vero.
- Evaluación de criterios de cantidad y calidad para aplicaciones de terapia celular.
Resultados principales
- El protocolo cultivó con éxito células adherentes a gran escala.
- Los criterios de calidad para las células producidas cumplieron con los estándares industriales.
- La fabricación en sistema cerrado demostró una mayor seguridad y eficiencia.
- Los tipos de células validados son adecuados para aplicaciones terapéuticas.
Conclusiones
- El protocolo desarrollado aborda los desafíos clave en la fabricación de células.
- Proporciona un método confiable para producir células adherentes cumpliendo con los requisitos regulatorios.
- Este enfoque puede mejorar la escalabilidad de la producción de terapias celulares y genéticas.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
La fabricación a escala industrial de células adherentes es un cuello de botella crítico para las líneas de terapia celular y génica (CGT), donde la escalabilidad, la calidad y el cumplimiento regulatorio impactan directamente el avance del portafolio. La integración de microportadores porosos disolubles de grado GMP con plataformas automatizadas de bioprocesamiento cerradas aborda los desafíos clave en la expansión celular, la eficiencia de recolección y la estandarización. Esta capacidad permite una producción robusta, reproducible y de alto rendimiento de tipos celulares terapéuticos, apoyando la continuidad traslacional y la toma de decisiones ajustadas al riesgo en todos los programas de CGT.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite la expansión rápida de tipos celulares adherentes para estudios funcionales guiados por hipótesis.
- Apoya la reducción de riesgos biológicos al proporcionar poblaciones celulares de alta calidad y fenotípicamente estables.
- Facilita la confianza predictiva en ensayos posteriores al garantizar una calidad y viabilidad celulares consistentes.
Desarrollo de Pruebas y Cribado
- Proporciona fuentes de células validadas y escalables para cribados de alto rendimiento y estandarización de ensayos.
- Mejora la reproducibilidad y la cuantificación de los resultados al minimizar el manejo manual y el riesgo de contaminación.
- Permite la reutilización de la plataforma para múltiples tipos celulares, apoyando tuberías flexibles de desarrollo de ensayos.
Investigación Translacional y Preclínica
- Se alinea con modelos celulares relevantes para enfermedades al permitir la expansión de células hMSC, HEK293T y Vero.
- Mantiene la integridad fenotípica y funcional tras la expansión, favoreciendo estudios traslacionales de biomarcadores.
- Reduce el riesgo biológico en la validación preclínica al garantizar una viabilidad elevada y capacidad de diferenciación.
Integración de la canalización y flujo de trabajo
Esta plataforma de bio-procesamiento conecta el descubrimiento temprano, la identificación de compuestos activos y la fabricación preclínica al permitir la producción de células a escala y conforme con las normas GMP dentro de sistemas cerrados.
- Biología del Descubrimiento: Apoya pruebas de hipótesis robustas y la interrogación de vías con resultados celulares de alta calidad.
- Selección: Proporciona poblaciones celulares reproducibles y listas para ensayos, para la evaluación de compuestos y la estandarización de plataformas.
- Analítica: Permite la evaluación cuantitativa del rendimiento celular, viabilidad y fenotipo para comparaciones entre diferentes condiciones.
- Investigación Traducional: Garantiza la continuidad desde el descubrimiento hasta la validación preclínica mediante tipos celulares relevantes para la enfermedad.
- Reutilización Empresarial: Establece una capacidad de fabricación escalable y reutilizable para diversos programas de terapias celulares y genéticas (CGT).
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva y reduce la ambigüedad mecanicista en los flujos de trabajo basados en células.
- Valor operativo: Mejora la estandarización, la reproducibilidad y la escalabilidad de los procesos de fabricación celular.
- Valor estratégico: Mejora la calidad de las decisiones de avance o interrupción y la eficiencia del capital al reducir los riesgos biológicos en fases avanzadas.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización y el avance ajustados al riesgo de activos de terapias con células y genes mediante un suministro celular confiable.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en la operación de biorreactores, cultivo celular y automatización de procesos.
- Exige acceso a microportadores solubles de grado GMP e infraestructura para bioprocesos en sistema cerrado.
- Necesita la estandarización entre equipos de los protocolos para garantizar una calidad constante del producto.
- Puede ser necesaria una adaptación para diferentes tipos de células adherentes o requisitos de escala.
- El rendimiento y la escalabilidad están limitados por la capacidad del biorreactor y la integración del proceso.
Preguntas frecuentes sobre biofármacos
Chapters in this video
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Introduction
2:02
Preparation of the Stirred‐Tank Bioreactor for Large‐Scale Production of Human Mesenchymal Stem Cells
3:43
Two‐Tiered Expansion of Human Mesenchymal Stem Cells from 5‐Liter to 15‐Liter Bioreactors and Automated Cell Formulation from a 15‐Liter Bioreactor
