Produção de células em larga escala com base em microtransportadores porosos solúveis de grau GMP
7 de julho de 2023
Aqui, apresentamos um protocolo para alcançar a fabricação em larga escala de células aderentes através de um sistema totalmente fechado baseado em microcarreadores dissolvidos grau GMP. O cultivo de células-tronco mesenquimais humanas, células HEK293T e células Vero foi validado e atendeu tanto às exigências de quantidade quanto aos critérios de qualidade para a indústria de terapia celular e gênica.
A indústria de terapia celular e gênica testemunhou uma expansão exponencial nas últimas duas décadas. No entanto, existe uma grande lacuna tecnológica entre a pesquisa laboratorial e a fabricação de habilidades industriais. Em conformidade com as políticas regulatórias e para atender às demandas verdes da indústria CGT, sistemas fechados automatizados foram adotados para produzir terapêutica celular.
Para células aderentes, o cultivo utilizando microcarreadores em biorreatores escaláveis de tanque agitado é um método promissor. Convencionalmente, microcarreadores comercializados são indesejáveis. A colheita de células usando tripsinização e a economia de microtransportadores por tamanho não é apenas ineficiente e desafiadora, mas também afeta a qualidade das células e causa preocupações de segurança.
Neste estudo, alcançamos com sucesso a produção de células em larga escala com base em microtransportadores dissolvidos 3D TableTrix de grau GMP em um sistema automatizado e fechado. Mais de 11 bilhões de células-tronco mesenquimais humanas foram produzidas em uma expansão de dois estágios em nove dias. Também demonstramos cultura de alta densidade de células HEK293T e células Vero, nas quais ambas as densidades atingiram acima de 10 milhões de células por mililitro.
Esta plataforma avançada de biofabricação permite que as células de aderência sejam efetivamente expandidas e completamente colhidas de forma automatizada e fechada. Nosso protocolo oferece uma oportunidade de aumentar a eficiência da produção e refinar o controle de qualidade na fabricação em escala industrial de produtos CGT.
Veja a transcrição completa e aceda a milhares de vídeos científicos
Visão Geral
Este artigo apresenta um protocolo para a produção em larga escala de células aderentes utilizando um sistema totalmente fechado com microcargas solúveis de qualidade GMP. O cultivo de células-tronco mesenquimais humanas, células HEK293T e células Vero foi validado para atender às exigências de qualidade e quantidade da indústria de terapias celulares e genéticas.
Componentes Principais do Estudo
Área de Ciência
- Terapia Celular e Genética
- Técnicas de Cultura Celular
- Biotecnologia
Antecedentes
- A indústria de terapias celulares e genéticas expandiu-se rapidamente nas últimas duas décadas.
- Existe uma lacuna significativa entre a pesquisa laboratorial e a fabricação industrial.
- Sistemas fechados automatizados estão sendo adotados para produzir terapêuticos celulares.
- Microcarregadores convencionais apresentam desafios na colheita e qualidade das células.
Objetivo do Estudo
- Desenvolver um método escalonável para o cultivo de células aderentes.
- Aprimorar a eficiência e a segurança nos processos de colheita celular.
- Cumprir as normas regulatórias na produção de terapias celulares.
Métodos Utilizados
- Utilização de microcargas solúveis com grau GMP.
- Implementação de um sistema totalmente fechado para o cultivo celular.
- Validação de tipos celulares, incluindo células-tronco mesenquimais humanas, HEK293T e células Vero.
- Avaliação dos critérios de quantidade e qualidade para aplicações em terapia celular.
Resultados Principais
- O protocolo cultivou com sucesso células aderentes em larga escala.
- Os critérios de qualidade para as células produzidas atenderam aos padrões da indústria.
- A fabricação em sistema fechado demonstrou maior segurança e eficiência.
- Os tipos celulares validados são adequados para aplicações terapêuticas.
Conclusões
- O protocolo desenvolvido aborda desafios fundamentais na fabricação de células.
- Ele fornece um método confiável para produzir células aderentes em conformidade com as exigências regulatórias.
- Essa abordagem pode aumentar a escalabilidade da produção de terapias celulares e genéticas.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
A produção em escala industrial de células aderentes é um gargalo crítico para os fluxos de terapias celulares e genéticas (TCG), nos quais escalabilidade, qualidade e conformidade regulatória impactam diretamente o avanço do portfólio. A integração de microcarregadores porosos dissolúveis de grau GMP com plataformas automatizadas de bioprocessamento fechadas resolve desafios-chave na expansão celular, eficiência de colheita e padronização. Essa capacidade permite a produção robusta, reprodutível e com alto rendimento de tipos celulares terapêuticos, apoiando a continuidade translacional e a tomada de decisões ajustadas ao risco em programas de TCG.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia e Farmácia
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Permite a expansão rápida de tipos celulares aderentes para estudos funcionais orientados por hipóteses.
- Apoia a redução de riscos biológicos ao fornecer populações celulares de alta qualidade e fenotipicamente estáveis.
- Facilita a confiança preditiva em ensaios subsequentes ao garantir qualidade e viabilidade celulares consistentes.
Desenvolvimento de Triagem e Ensaio
- Fornece fontes de células validadas e escalonáveis para triagem de alto rendimento e padronização de ensaios.
- Melhora a reprodutibilidade e a saída quantitativa ao minimizar o manuseio manual e o risco de contaminação.
- Permite a reutilização da plataforma para múltiplos tipos celulares, apoiando pipelines flexíveis de desenvolvimento de ensaios.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Alinha-se a modelos celulares relevantes para doenças ao permitir a expansão de células hMSCs, HEK293T e Vero.
- Mantém a integridade fenotípica e funcional após a expansão, apoiando estudos translacionais de biomarcadores.
- Reduz o risco biológico na validação pré-clínica ao garantir alta viabilidade e capacidade de diferenciação.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
Esta plataforma de bioprocessamento conecta a descoberta inicial, a identificação de compostos promissores e a produção pré-clínica, permitindo a produção escalonável de células em sistemas fechados compatíveis com as Boas Práticas de Fabricação.
- Biologia da Descoberta: Apoia testes de hipóteses robustos e interrogatória de vias com saídas celulares de alta qualidade.
- Triagem: Fornece populações celulares prontas para ensaio e reprodutíveis para avaliação de compostos e padronização de plataformas.
- Análises: Permite avaliação quantitativa do rendimento celular, viabilidade e fenótipo para comparação entre condições.
- Pesquisa Translacional: Garante continuidade do descobrimento à validação pré-clínica com tipos celulares relevantes para doenças.
- Reutilização Corporativa: Estabelece uma capacidade de produção escalável e reutilizável para diversos programas de TCG.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aumenta a confiança preditiva e reduz a ambiguidade mecanicista em fluxos de trabalho baseados em células.
- Valor Operacional: Aprimora a padronização, reprodutibilidade e escalabilidade dos processos de fabricação celular.
- Valor Estratégico: Melhora a qualidade das decisões de avanço ou interrupção e a eficiência do capital ao reduzir riscos biológicos em estágios avançados.
- Impacto na Carteira: Permite a priorização e o avanço ajustados ao risco dos ativos de TCG por meio de fornecimento confiável de células.
Considerações de Implementação
- Requer experiência em operação de biorreatores, cultivo celular e automação de processos.
- Exige acesso a microcarregadores solúveis em grau GMP e infraestrutura de bioprocessamento em sistema fechado.
- Necessita padronização entre equipes de protocolos para garantir qualidade consistente do produto.
- Pode ser necessária adaptação para diferentes tipos de células aderentes ou requisitos de escala.
- A produtividade e a escalabilidade são limitadas pela capacidade do biorreator e pela integração do processo.
Perguntas Frequentes sobre Biotecnologia Farmacêutica
Chapters in this video
0:00
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
