Prozesse mit tierischen Zellkulturen

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Viele der führenden Biopharmazeutika werden unter Verwendung tierischer Zellkulturen hergestellt. Die Produkte von Pall® werden vielfältig eingesetzt: von der Sterilisation des Zellkulturmediums mithilfe von Filtern bis hin zur Aufreinigung mittels Chromatographie und Ultrafiltration des entstandenen Produkts.

Die Produkte, größtenteils Proteine, werden von den Zellen in das Zellkulturmedium abgesondert. Viele unterschiedliche, aus tierischem Gewebe entnommene Zelltypen werden verwendet. Zu den häufigsten Zelltypen zählen CHO-Zellen (Ovarzellen des chinesischen Hamsters) und BHK-Zellen. Dies sind reine Zelllinien, die für Suspensionen oder adhärente Zellkulturen geeignet sind. Außerdem werden NS0 und andere Myelom- oder Hybridomzelllinien verwendet. Insbesondere bei der Herstellung von Virusvektoren können auch Insektenzelllinien verwendet werden. Ebenso sind einige Hefearten, wie Pichia pastoris, in der Lage, bestimmte Moleküle exogen zu exprimieren.

Zur Verarbeitung gehören folgende Upstream-Prozesse:

  • Vorbereitung der Zellkulturmedien
  • Schutz der Zellkultur
  • Zellwachstum und Produktexpression
  • Zugaben zum Fermenter
  • Klärfiltration/Ernte des Fermenters zur Abscheidung von Zellen und Gewinnung des Produkts

Prozesse, in denen kleinere Volumina (normalerweise bis zu 2.000 Litern) verarbeitet werden, können in Single-Use oder Einwegreaktoren durchgeführt werden, wobei bei allen Upstream- und Downstream-Prozessen ein Single-Use System verwendet wird.

Bei Prozessen, in denen große Volumina verarbeitet werden, werden vollständig engineerte und oftmals vollautomatisierte Produktionssysteme aus Edelstahl eingesetzt.

Pall Life Sciences bietet leistungsfähige Systeme und Komponenten für alle Arten von Prozessgeräten sowie Hybridlösungen, bei denen Komponenten des Allegro™ Single-Use Systems in feste Systeme integriert sind, um maximale Flexibilität zu gewährleisten.

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Die Downstream-Prozesse umfassen folgende Hauptbereiche:

  • Abscheidung des Bioburdens
  • Einfangen, Elution und Pufferaustausch des Zielmoleküls
  • Aufreinigung mit ein- oder mehrstufiger Chromatographie und/oder Ultrafiltration
  • Finales Polishing und Abscheidung von Verunreinigungen

Angesichts des sich stets verbessernden Expressionsniveaus (1 bis 2 Gramm pro Liter Protein werden als „normal“ erachtet) und einiger Prozesse und Zelllinien, die mehr als 10 g/l produzieren können, müssen Downstream-Prozesse in der Lage sein, Produkte mit steigenden Konzentrationen zu verarbeiten. Dies bedeutet auch, dass bei einigen Proteinen, die zum Erreichen der therapeutischen Dosis nicht in großen Mengen vorliegen müssen, die Prozessvolumina gesenkt werden können, was wiederum zu einem vereinfachten Prozess mit Single-Use Technologien führt.

Anschließend kann das Bulk-Endprodukt weiterverarbeitet werden, indem es auf die gewünschte Formulierungsstärke konzentriert, einer Sterilfiltration unterzogen und abgefüllt, lyophilisiert oder in anderer Weise für die Anwendung beim Patienten vorbereitet wird.

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