Tecnologia di ultrafiltrazione per la rimozione delle endotossine nella produzione di vaccini contro la rabbia: una soluzione di purificazione scalabile ed economicamente vantaggiosa

Introduzione

I metodi tradizionali di rimozione delle endotossine, come la cromatografia, spesso comportano procedure complesse, costi operativi elevati e tempi di lavorazione prolungati. Oggi,tecnologia di ultrafiltrazioneè diventata una soluzione sempre più preferita nella purificazione dei vaccini perché consente la concentrazione simultanea e la rimozione delle endotossine mantenendo elevati tassi di recupero dell'antigene.

Questo articolo esplora l'applicazione pratica di aCassetta per ultrafiltrazione PES da 300 kDanella produzione di vaccini contro la rabbia e ne valuta le prestazioni nella riduzione delle endotossine, nel recupero dell'antigene e nella fattibilità della produzione su larga scala.

 

Perché il controllo delle endotossine è importante nella produzione di vaccini

Le endotossine sono componenti batterici altamente stabili che possono rimanere attivi anche dopo il trattamento termico. Durante la produzione del vaccino, la contaminazione può verificarsi in varie fasi della lavorazione a monte, della coltura cellulare o delle operazioni di raccolta.

Per i vaccini virali come quelli antirabbici, il controllo dei livelli di endotossine nella fase di raccolta del virus offre numerosi vantaggi:

Riduce il carico di purificazione a valle

Migliora la qualità del prodotto finale

Riduce al minimo i rischi di rilascio dei lotti

Migliora l'efficienza produttiva

Garantisce la conformità ai requisiti normativi

Poiché la tecnologia di separazione a membrana continua ad evolversi,sistemi di ultrafiltrazionesono diventati una soluzione affidabile sia per la concentrazione del virus che per la rimozione delle endotossine.

 

Materiali e metodi

Virus e linea cellulare

Ceppo fisso del virus della rabbia: CTN-1V

Cellula ospite: cellule Vero

Membrana di ultrafiltrazione

Materiale della membrana: PES (polietersulfone)

Taglio-del peso molecolare (MWCO): 300 kDa

Area della membrana: 2,5 m²

Prodotto: Cassetta di ultrafiltrazione guidante da 300 kDa (G25000300K)

Soluzione tampone

0,01 milioni di PBS

NaCl 0,15 M

pH 7,6

Metodo di rilevamento delle endotossine

I livelli di endotossina prima e dopo l'ultrafiltrazione sono stati quantificati utilizzando ilSaggio del limulus amebocita lisato (LAL)., che rimane lo standard industriale per i test sulle endotossine batteriche.

 

Preparazione della raccolta del virus della rabbia

Il processo di raccolta del virus includeva:

Passaggio 1: coltura cellulare

Le cellule Vero sono state rianimate e coltivate a 37 gradi fino alla formazione di un monostrato completo.

Fase 2: inoculazione del virus

Le cellule sono state infettate con il ceppo del virus della rabbia CTN-1V alla concentrazione di inoculazione specificata.

Passaggio 3: propagazione del virus

Il terreno di coltura è stato sostituito con un terreno di mantenimento contenente lo 0,1% di albumina sierica umana, seguito da incubazione a 32–33 gradi.

Passaggio 4: raccolta dei virus

I fluidi di coltura contenenti virus- sono stati raccolti più volte e raggruppati per creare la soluzione di alimentazione per l'elaborazione di ultrafiltrazione.

 

Valutazione dei parametri chiave di ultrafiltrazione per la rimozione delle endotossine

Sono stati studiati tre principali parametri di processo:

1.Pressione operativa2.Fattore di concentrazione3.Volume di diafiltrazione

Sono stati testati più lotti di produzione per valutare i loro effetti sull'efficienza di rimozione delle endotossine e sul recupero dell'antigene.

 

Effetto della pressione operativa

Sono state valutate quattro pressioni operative:

5 Psi

10 Psi

15 Psi

20 Psi

Condizioni sperimentali:

Fattore di concentrazione 30×

10 diavolumi di scambio tampone

Risultati

Lo studio ha dimostrato che la pressione operativa ha avuto un impatto minimo sia sull’efficienza di rimozione delle endotossine che sul recupero dell’antigene.

Questa scoperta offre ai produttori flessibilità nella scelta delle pressioni operative in base alle specifiche delle apparecchiature e ai requisiti di produzione.

 

Effetto del fattore di concentrazione

Sono stati studiati quattro fattori di concentrazione:

30×

50×

80×

100×

Condizioni sperimentali:

Pressione fissa: 20 psi

10 diavolumi di scambio tampone

Risultati

All'aumentare della concentrazione, i livelli di endotossina nel concentrato tendevano ad aumentare leggermente.

Tuttavia:

Il recupero dell’antigene è rimasto stabile

La concentrazione 80× ha raggiunto una riduzione ottimale delle endotossine

La concentrazione 100× offriva una maggiore produttività e costi di produzione inferiori

Questi risultati indicano che sia i fattori di concentrazione 80× che quelli 100× sono adatti per la produzione di vaccini su scala industriale-.

 

Effetto del volume di diafiltrazione (parametro più critico)

Volumi di diafiltrazione valutati:

10 DV

15 D.V

20 DV

25 DV

Condizioni sperimentali:

concentrazione 100×

Pressione operativa di 20 PSI

Risultati

Il volume di diafiltrazione è stato identificato come il fattore più influente sulla rimozione delle endotossine.

All’aumentare del volume di scambio del buffer:

I livelli di endotossine sono diminuiti in modo significativo

Il recupero dell’antigene è rimasto costantemente elevato

A25 volumi di diafiltrazione, la rimozione delle endotossine è arrivata fino a98.7%, pur mantenendo un eccellente recupero dell'antigene.

 

Riepilogo delle prestazioni

Parametro	Rimozione delle endotossine (%)	Recupero dell'antigene (%)
5 Psi	Fino a 85,0	96.6
10 Psi	Fino a 86.0	96.4
15 Psi	Fino a 85,0	97.0
20 Psi	Fino a 87,0	96.9
30× Concentrazione	53.3–95.3	97.6
50× Concentrazione	64.0–96.4	97.1
80× Concentrazione	68.7–96.9	96.3
100× Concentrazione	65.0–96.5	96.5
Diafiltrazione 10 DV	62.5–96.3	97.6
15 Diafiltrazione DV	68.7–96.9	96.6
Diafiltrazione 20 DV	80.0–98.0	97.1
Diafiltrazione 25 DV	87.5–98.7	96.2

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Risultati chiave

Lo studio conferma che aCassetta con membrana per ultrafiltrazione PES da 300 kDaè altamente efficace per la rimozione delle endotossine nella produzione del vaccino contro la rabbia.

Le conclusioni principali includono:

Il volume di diafiltrazione è il parametro di processo più critico.

25 diavolumi forniscono la massima riduzione delle endotossine.

La rimozione delle endotossine può arrivare fino al 98,7%.

Il recupero dell’antigene supera costantemente il 96%.

L'ultrafiltrazione consente la concentrazione e la rimozione simultanea delle endotossine.

Il processo è adatto sia per la produzione di vaccini su scala-pilota che su scala-commerciale.

 

Vantaggi dell'ultrafiltrazione rispetto alla cromatografia tradizionale

Rispetto ai metodi convenzionali di rimozione delle endotossine basati sulla cromatografia-, l'ultrafiltrazione offre vantaggi significativi:

Costo di produzione inferiore

Il consumo ridotto di resina e le fasi di lavorazione semplificate contribuiscono a ridurre le spese operative.

Maggiore efficienza dei processi

La concentrazione e la rimozione delle endotossine vengono eseguite in un'unica operazione.

Eccellente recupero dell'antigene

Gli elevati tassi di recupero riducono al minimo la perdita di prodotto e migliorano la resa complessiva del processo.

Facile scalabilità-

Il processo può essere facilmente adattato dallo sviluppo di laboratorio alla produzione commerciale.

Compatibilità di produzione continua

I sistemi di ultrafiltrazione si integrano bene con le moderne piattaforme di biotrattamento continuo.

 

Conclusione

Poiché i produttori di vaccini continuano a perseguire una maggiore produttività e standard di qualità più rigorosi,tecnologia di ultrafiltrazione per la rimozione delle endotossinesta emergendo come una strategia di purificazione preferita.

L'applicazione dell'aCassetta per ultrafiltrazione PES da 300 kDanella produzione del vaccino contro la rabbia dimostra un’eccezionale riduzione delle endotossine, un elevato recupero dell’antigene e un’eccellente scalabilità. Integrando l’ultrafiltrazione durante la fase di raccolta del virus, i produttori possono ridurre efficacemente il carico di endotossine a monte, semplificare la purificazione a valle e migliorare l’efficienza complessiva della produzione del vaccino.

Per i vaccini contro la rabbia, i vaccini virali inattivati ​​e altri prodotti biologici, l'ultrafiltrazione fornisce una soluzione collaudata, scalabile ed economicamente vantaggiosa-per il controllo delle endotossine e l'ottimizzazione dei processi.