Gyorsvasúttal az új biológiai terápiához

Klonok kultiválása 96-welles lemezeken a sejtvonal fejlesztése során. (Forrás: UGA Biopharma GmbH) / Kultiválás klónok 96-welles lemezeken a sejtvonal fejlesztése során. (Forrás: UGA Biopharma GmbH)

Teszt a magas termelékenységű sejtvonalak bioreaktorokban. (Forrás: UGA Biopharma GmbH)

Tesztelés rendkívül produktív sejtvonalak bioreaktorokban. (Forrás: UGA Biopharma GmbH)

Fejlesztés a biológiai készítmények tisztítási folyamataiban. (Forrás: UGA Biopharma GmbH)

„Célunk, hogy minden biológikumnak ugyanaz a minősége legyen a rendeltetési helyén, mint laboratóriumunkban,” magyarázza Dr. Lars Kober, az UGA Biopharma GmbH ügyvezető igazgatója. „Ez nemcsak egy stabil monoklonális sejtvonalat jelent, hanem ide tartozik a First CHOice kultúraközeg, valamint a gyártási és tisztítási folyamat is.” (Forrás: UGA Biopharma GmbH)

Számos autoimmun betegség, rák és krónikus gyulladásos betegségek, például rheumatoid arthritis esetén a élő sejtekben termelt biológiai szerek nagy gyógyító potenciállal rendelkeznek, ezért egyre gyakoribb alkalmazásuk. Azonban a laboratóriumtól a nagyszabású gyártásig vezető út a biopharmaceutikumok esetében sokkal bonyolultabb, mint a hagyományos gyógyszereknél: ezek különböznek kémiailag előállított párjaiktól, mivel rendkívül összetett molekulákból állnak, és a gyártás során rendkívül érzékenyek a hőmérséklet, a pH-érték vagy a tápanyag közeg összetételének ingadozásaira. Emellett időigényes elemzések szükségesek a sejtvonalak fejlesztése során, hogy később biztosítani tudják a magas termékminőséget. Az UGA Biopharma GmbH megrendeléses fejlesztő cég gyorsított sejtvonal-fejlesztést kínál elemzéssel, tisztítással és bioprozess-fejlesztéssel a bioreaktorban. Az optimalizált expressziós vektor alkalmazásával magas klóntermelékenység érhető el. Így mindössze négy hónapon belül monoklonális és magas termelékenységű sejtvonalak fejleszthetők.

A biológiai szerek előállítása genetikai módosított, élő sejtek segítségével bioreaktorokban rendkívül időigényes, és a klónok jellemzői, valamint a készített terápiás szerek minősége sok tényezőtől függ. A legkisebb ingadozások, például az oxigénellátás vagy a fermentor hőmérséklete, negatívan befolyásolhatják a termék minőségét, így a végső terápiás szer akár használhatatlanná válhat, és a gyártó gazdasági veszteségei jelentősek lehetnek. Ezért az UGA Biopharma GmbH különösen a klónok termelékenységére, stabilitására és minőségére összpontosít a fejlesztés során. A speciálisan összehangolt folyamatoknak és a többéves tapasztalatnak köszönhetően a cég mindössze hét hónapot vesz igénybe a sejtvonal fejlesztésére, beleértve a bioprozess-fejlesztést, a tisztítási folyamat kialakítását, valamint minden szükséges analitikai adat egyidejű biztosítását.

Az ötlettől a gyártási sejtvonalig

A UGA Biopharma munkája egy biomolekulával kezdődik: „Ha egy kutatási munka során egyetemeken vagy vállalatoknál egy terápiás hatású biomolekulát azonosítanak, az érdekes felfedezés – de még nem termék” – magyarázza Dr. Lars Kober, a UGA Biopharma GmbH ügyvezetője. „Gyakran a kutatóintézetek és vállalatok nem rendelkeznek a szükséges tudással vagy kapacitással ahhoz, hogy a felfedezéseket gyorsan bioterápiás termékké (más néven biológiai szer) alakítsák.” Pont ebben segítenek a megrendeléses fejlesztők, mint mi: magas termelékenységű sejtvonalakat fejlesztünk, amelyek a kívánt bioterápiás szert nagy hozammal állítják elő.” Ehhez először a molekulát jellemzik, hogy meghatározzák a kívánt termék tulajdonságait és az ún. érdeklődő gént (Gene of Interest, GOI), amelyet ezután beépítenek a cég saját expressziós vektorába. „Az elmúlt évek során optimalizáltuk az expressziós vektort és a sejtvonal-generálást, így a lehető legrövidebb idő alatt magas termelékenységű, stabil gyártási sejtvonalakat hozhatunk létre, amelyek akár 7 g/l koncentrációt is elérhetnek” – teszi hozzá Kober.

Az elmúlt években a kínai hörcsög (CHO) sejtek bizonyultak különösen alkalmasnak. A sejtvonal fejlesztése során ebbe a CHO-sejtbe építik be az expressziós vektort, így különböző tulajdonságokkal rendelkező sejtek keverékét hozzák létre. Egységsejtes klónozással magas termelékenységű monoklonális sejtvonalakat (klónokat) izolálnak, kultiválnak, és sejttárakat hoznak létre hosszú távú tárolásra -196 °C-on.

A megfelelő klón keresése

„A gyógyszergyártó cégek általában számos elvárást támasztanak a izolált sejtvonalakkal szemben, például skálázhatóság, monoklonalitás, valamint magas termelékenység és klónstabilitás” – magyarázza Kober. „Ezenkívül a gyártott biológiai szerek nem okozhatnak immunológiai reakciókat a betegben, és nem lehetnek vírus- vagy mikoplazma-kontamináltak.” Ezért a vállalat az Európai Gyógyszerügynökség (EMA) irányelveit követi, amely az gyógyszerek értékeléséért és felügyeletéért felelős. A fejlesztés során a cég emellett glikán-analíziseket végez, hogy időben értékes információkat szerezzen a ígéretes klónok kiválasztásához.

A kiválasztott klónokat a következő lépésben bővítik: „Általában a sejtek laboratóriumi körülmények között, például erlenmayer lombikban tenyésztik. Sok megrendeléses fejlesztő így tesz” – mondja. Azonban ahhoz, hogy a sejtvonalak garantáltan skálázhatók legyenek, a laboratóriumi dolgozók ezután folyamatátvitelt végeznek bioreaktorokban, és ebből megfelelő bioprozesset alakítanak ki.

„De a legjobb sejtvonal sem ér semmit, ha nem lehet kultiválni, és a gyártott biológiai szerek nem tisztíthatók ki” – jegyzi meg Kober. Ezért az UGA Biopharma nemcsak a gyártási folyamat optimalizálására koncentrál a bioreaktorokban, hanem a megfelelő tisztítási folyamat kidolgozására is, valamint a tisztított biológiai szerek hatékonyságát különböző kötődési tesztekkel és sejtkultúrában végzett modellekkel ellenőrzi. Szükség esetén a fejlesztett sejtvonalakhoz és gyártási folyamatokhoz egy optimalizált tápanyagot is kínál. Általában a cég saját kultúrált közegét, a First CHOice-t alkalmazza, amelyet az UGA Biopharma fejlesztett ki. Ennek a közegnek és a hozzá tartozó táplálékoknak köszönhetően a végső gyártási folyamat során mind a termékkoncentráció, mind a gyártási költségek (Cost of goods), mind a gyártott biológiai szerek minősége kedvezően befolyásolható.

Rövid fejlesztési idő mint alapfeltétel

Összességében mindössze hét hónap alatt kerül sor a „kész sejtvonal” és a folyamat átadására: négy hónap a sejtvonal fejlesztése, három hónap pedig a bioprozess-fejlesztésre, a tisztítási eljárás kidolgozására és az elemzések elvégzésére. „A rövid fejlesztési idők alapvetőek a gyógyszeriparban, mivel a gyógyszerek szabadalmi védelme általában 20 év után lejár” – hangsúlyozza Kober. „Ebben az időszakban a lehető leggyorsabban le kell zárni minden technológiai fejlesztési szakaszt, különböző klinikai vizsgálatokat és az engedélyezési folyamatokat, mivel a szabadalom lejárta után a gyártott gyógyszerek nyereségessége jelentősen csökkenhet. Minden hónap számít, mert a rövid fejlesztési idők lehetővé teszik a korai piaci belépést, és ezzel biztosítják a nyereséget még a szabadalom lejárta előtt.”

A fejlesztés befejezése után a vállalat szükség szerint támogatja ügyfeleit a gyártási folyamat átadásában, és bármikor rendelkezésre áll problémák esetén. „Célunk, hogy minden biológiai szer ugyanabban a minőségben legyen gyártva a rendeltetési helyén, mint a laboratóriumban. Ehhez tartozik egy stabil monoklonális sejtvonal, a First CHOice közeg, valamint a gyártási és tisztítási folyamat” – erősíti meg Kober.