Die Pandemie hat Auswirkungen auf viele Lebensbereiche, darunter die Entwicklung, Markteinführung und Produktion wichtiger Medikamente. Die Nachfrage nach Geräten und Verbrauchsmaterialien zur Herstellung monoklonaler Antikörper, viraler Vektoren und anderer biopharmazeutischer Produkte ist deutlich gestiegen. Viele Pharmaunternehmen sind mit Engpässen bei Einweg-Biotechnologien (Single-Use, SUS) und Geräten zur Isolierung und Reinigung von Biomolekülen (Downstream) konfrontiert.
Impfstoffproduktion
Die Entwicklung und Massenproduktion von COVID-19-Impfstoffen waren die Hauptgründe für den jüngsten Anstieg der Nachfrage nach biotechnologischen Geräten, Verbrauchsmaterialien und Rohstoffen.
Wissenschaftler auf der ganzen Welt arbeiten an Impfstoffen, die mithilfe verschiedener technologischer Plattformen entwickelt und hergestellt werden, darunter:
- Inaktivierte Impfstoffe
- Vektorbasierte Impfstoffe
- DNA/RNA-Impfstoffe
- Rekombinante Proteinimpfstoffe
Jede Plattform hat ihre Vor- und Nachteile hinsichtlich Wirksamkeit und Anwendung sowie einzigartige Anforderungen an den Produktionsprozess. Je nach Art der für die Biomasseproduktion verwendeten Zellkultur und des Antigenmoleküls können spezielle Upstream-Geräte und verschiedene Downstream-Reinigungsverfahren erforderlich sein.
Eine beliebte Methode zur Herstellung von COVID-19-Impfstoffen sind adenoviale Vektoren, die immundominante Pathogenantigene tragen. Dieser gentechnische Ansatz macht lebende Viren oder Bakterien bei der Impfstoffproduktion überflüssig, verkürzt die Entwicklungszeit und beschleunigt die Entwicklung neuer Impfstoffe. Adenovirale Vektoren dringen auf natürliche Weise in menschliche Zellen ein und lösen sowohl humorale als auch zelluläre Immunreaktionen aus.
Die HEK 293-Zelllinie wird häufig zur Herstellung adenoviraler Vektoren verwendet. Studien beschreiben die Kultivierung von HEK 293-Zellen in Rollflaschen und verschiedenen Bioreaktorsystemen. Aktuelle Daten deuten darauf hin, dass Wellen- und Vertikalbioreaktoren mit Einwegbeuteln hinsichtlich Produktivität und Skalierbarkeit die besten Ergebnisse erzielen.
Die Bevorzugung von Einweg-Bioreaktoren (gegenüber herkömmlichen Edelstahlfermentern) bei der Produktion von adenoviralen Impfstoffen (einschließlich COVID-19-Impfstoffen) ist leicht zu erklären. Herkömmliche Fermenter basieren auf aggressiven Mischmechanismen (z. B. Turbinen- oder Rushton-Impellern), die für dickwandige Zellen sicher sind, aber tierische Zellen (wie HEK 293) ohne Zellwände schädigen können. In Einwegsystemen (SUS) minimieren sanftere Mischung und kontrollierte Gaszufuhr Zellschäden.
Darüber hinaus benötigen tierische Zellkulturen oft längere Kultivierungszeiten, was das Kontaminationsrisiko erhöht. Angesichts der hohen Kosten von Kulturmedien und Endprodukten bevorzugen Hersteller Einwegsysteme, um Chargenverluste durch Verunreinigungen oder Inhibitorrückstände (z. B. aus Reinigungsmitteln) zu vermeiden. Bei hochwertigen Produkten können Einweglösungen für alle Prozessstufen eingesetzt werden – Medienvorbereitungsbeutel, Filtersysteme und Chromatographiesäulen.
Produktion monoklonaler Antikörper
Die Entwicklung und der Verkauf von monoklonalen Antikörpern (Mab) stellen eines der am schnellsten wachsenden Segmente des Pharmamarkts dar. In Russland werden 90 % der Mab-Medikamente noch immer importiert, was das erhebliche Potenzial für inländisches Wachstum im Bereich der Biopharmazie unterstreicht.
Mab-basierte Medikamente finden breite Anwendung in der Immuntherapie und Immundiagnostik bei bösartigen Erkrankungen. Sie sind heute unverzichtbar für die Diagnose von Blutkrebs, die Beurteilung des Immunstatus von Patienten und die Überwachung der Behandlungswirksamkeit. Tumorspezifische Antikörper helfen bei der Identifizierung von Krebszellen in Biopsieproben.
Reinigungsanforderungen
- Diagnostische Verwendung: 70–95 % Reinheit
- Therapeutische Verwendung: Höhere Reinheit erforderlich
Die Reinigung erfolgt mittels sequentieller Affinitäts- und Ionenaustauschchromatographie. Gängige Ionenaustauscher sind Diethylaminoethylcellulose (DEAE), Sepharose oder Acrylamidgranulat. Bei der Affinitätschromatographie kommen antigengekoppelte Harze zum Einsatz.
Zu den weiteren Schritten gehören:
- Virale Inaktivierung zur Neutralisierung von Krankheitserregern
- Gelfiltration (Agarose-, Sepharose- oder Sephadex-Säulen) zum Entfernen von Verunreinigungen und Konzentrieren des Endprodukts
Lösungen von BRS Biotech
Dank unserer umfassenden Fachkompetenz und Erfahrung in Biotech-Projekten bieten wir Geräte und Verbrauchsmaterialien unter unserer eigenen Marke und von chinesischen Partnern an. Um der wachsenden russischen Nachfrage nach SUS-Technologien gerecht zu werden, haben wir rasch mit der Produktion von Wellenbioreaktoren und Einwegbeuteln begonnen, die wir auf der Pharmtech&Ingredients 2021 vorgestellt haben.
Vorgeschaltete Ausrüstung
- Wellenbioreaktoren (bis 200 L)
- Vertikale Bioreaktoren mit Einwegbeuteln
- Transportbehälter und Mischer
- Einweg-Bioreaktor- und Mischbeutel
Nachgeschaltete Ausrüstung
- Tangentialflussfiltration (TFF) Systeme
- Normal Flow Filtration (NFF) Systeme
- Kapselfilter
- Filterhalter
- Kassettenfilter
- Labor-, Pilot- und Industriechromatographen
- Chromatographiesäulen
