Suspension Culture and Seed Train Considerations for Scale-Up | Corning

No complexo mundo dos biofármacos, o cultivo de células em suspensão tem surgido como uma técnica fundamental para a produção de vetores virais. À medida que as terapias genéticas e o desenvolvimento de vacinas ganham impulso, a integração cuidadosa do cultivo em suspensão tornou-se essencial para lidar com as complexidades da produção e ampliação em escala. Esta postagem no blog explora os detalhes do cultivo em suspensão, desvendando considerações-chave e estratégias essenciais para a produção bem-sucedida de vetores virais e processos de ampliação contínua.

Quando se trata de desenvolver e ampliar os processos de cultivo de células em suspensão, como a produção de vetores virais, existem vários fatores importantes a serem considerados. Além dos parâmetros do processo, como a formulação do meio de cultura ou a agitação, também é importante ter considerações mais teóricas, como seus planos para a produção em escalas maiores.

Durante a fase de desenvolvimento do cultivo em suspensão, você terá flexibilidade ao explorar inicialmente e identificar os parâmetros críticos do processo; no entanto, à medida que avança para a produção, certos aspectos do seu processo de cultivo em suspensão se tornarão mais importantes e devem ser considerados desde o início. Um desses aspectos é o seu processo de geração de células; como você passará de algumas milhões de células para vários bilhões? Inerente ao processo de geração de células está a escalabilidade do recipiente que você usa; você pode esperar um desempenho semelhante, independentemente de estar cultivando algumas centenas de mililitros ou vários litros? Por fim, uma vez que você esteja produzindo em grande escala e em um ambiente de BPF, seu processo exigirá sistemas fechados; portanto, é vantajoso se familiarizar com esses sistemas desde o estágio inicial.

P&D para Produtos Baseados em Células   

Inicialmente, você começará com testes em pequena escala e a otimização de várias condições, como seleção da linhagem celular adequada, formulação do meio de cultura, ajuste de pH e temperatura, e garantia dos níveis adequados de oxigênio. O objetivo é criar um fluxo de trabalho eficiente de produção que determine parâmetros críticos do processo e maximize os rendimentos virais.

Trabalhar em pequena escala permite experimentar diferentes condições sem gastar muito em frascos, meios de cultura e reagentes. É uma maneira econômica de otimizar rapidamente as coisas, graças à otimização de alto rendimento e ao uso de princípios de Design de Experimentos (DoE). Normalmente, isso é realizado usando sistemas abertos, como Mini Biorreatores Corning®  ou Frascos Erlenmeyer agitadores.

Ampliando o Cultivo em Suspensão e Otimizando o Processo de Geração de Células

Conforme você avança para volumes maiores ou amplia a produção, é importante considerar a escala final e idealmente manter a mesma tecnologia para garantir consistência. Por exemplo, se você está lidando com volumes abaixo de 5 L, frascos Erlenmeyer ou frascos de agitação podem ser suficientes. Mas se você precisa ir além disso, biorreatores de balanço podem lidar com até 50 L, e para volumes ainda maiores, reatores de tanque agitado devem ser considerados.

Quando se trata de produtos baseados em células, estamos falando de fabricação em escala massiva, envolvendo bilhões ou até mesmo trilhões de células. Depois de concluir os estudos iniciais de desenvolvimento e otimização, o próximo passo é gerar células suficientes para a etapa final de fabricação. Isso requer um processo de geração de células, onde o volume de cultura aumenta gradualmente, passando de recipientes pequenos para biorreatores de produção potencialmente grandes. A otimização do processo de geração de células pode ser um processo caro e demorado. As condições para o crescimento celular podem ser diferentes em cada escala, o que significa adaptar os parâmetros do processo. Mesmo que você tenha otimizado tudo em pequena escala, a ampliação requer alguns ajustes e possivelmente reotimização de parâmetros previamente definidos. Por exemplo, a forma como você mistura uma cultura líquida em um frasco Erlenmeyer é diferente de um biorreator de tanque agitado ou de um frasco de agitação. A oxigenação através de diferentes velocidades do impulsor ou do agitador pode impactar o crescimento celular e, à medida que o volume aumenta, pode ser necessária uma maior otimização dos protocolos de transfecção. 

Suspension Workflow

Considerações de Segurança do Produto e do Processo

A ampliação do cultivo em suspensão também implica em priorizar a segurança. Produtos para terapia celular e gênica, biofármacos e vacinas devem ser fabricados seguindo padrões de Boas Práticas de Fabricação (BPF). Garantir a proteção do produto contra contaminação e a segurança do operador é fundamental. Quando se trata de ampliar a produção de vetores virais, a contenção de  materiais de risco biológico se torna essencial tanto para a proteção do operador quanto para o cumprimento das BPF.

Embora a flexibilidade em pequena escala para P&D inicial seja geralmente alcançada por meio de um sistema aberto, a produção de vírus para terapia gênica e vacinas frequentemente exige padrões de biossegurança mais elevados, como condições de laboratório de biossegurança nível 2 (BSL-2), especialmente para grandes volumes de produto. É nesse momento que a transição para um sistema fechado para soluções de processo de geração de células se torna importante.

Soluções de Sistema Fechado para Cultivo de Células em Suspensão

A transição para um sistema fechado para cultivo de células em suspensão é relativamente simples e muitos fabricantes oferecem soluções convenientes. Por exemplo, o portfólio de bioprocessos da Corning inclui opções de sistema fechado pré-montadas, como frascos Erlenmeyer e frascos de agitação com tampas de transferência asséptica e tubulações. Você pode conectá-los facilmente usando conectores Luer lock ou MPC ou por soldagem de tubos. Além disso, você tem a flexibilidade de personalizar as configurações, como adaptador ou comprimento da tubulação, para atender às suas necessidades específicas.

Além disso, o portfólio de sistema fechado da Corning também inclui tubos centrífugos (50 e 500 mL), frascos de armazenamento e bolsas de coleta, juntamente com acessórios pré-montados para sistema fechado. Essa ampla gama de soluções permite uma implementação perfeita de sistemas fechados em todas as escalas, desde pequenos frascos de agitação ou frascos de agitação até biorreatores de balanço maiores ou reatores de tanque agitado (STR). Você pode transferir líquidos entre os recipientes com facilidade usando soluções pré-montadas, estéreis e prontas para uso.

Para processos que não exigem muita agitação, você pode contar com as Bolsas de Expansão Celular da Corning®. Elas oferecem uma solução fácil para ampliar de 500 mL para 5 L. O filme da bolsa permite uma troca eficiente de gases essenciais, como oxigênio e dióxido de carbono, e elas são fornecidas como consumíveis estéreis e prontos para uso, com adaptadores de sistema fechado para transferência e amostragem de líquidos.

Com um planejamento adequado e os produtos certos, é possível encontrar um equilíbrio entre a flexibilidade para testar várias condições durante a otimização e a necessidade de contenção de materiais com risco biológico ao ampliar a produção de vetores virais.