Wie kann die biopharmazeutische Produktion für seltene Erkrankungen optimiert werden?

1 Entwicklung von Zelllinien

Einer der Schlüsselfaktoren, die die Qualität und Quantität von Biopharmazeutika bestimmen, ist die Auswahl und das Engineering der Zelllinie, die sie produziert. Zelllinien sind Zellkulturen, die im Labor gezüchtet und so manipuliert werden können, dass sie das gewünschte Protein oder den gewünschten Antikörper exprimieren. Bei seltenen Erkrankungen kann das Zelllinien-Engineering dazu beitragen, die Stabilität, Produktivität und Spezifität der Biopharmazeutika zu verbessern sowie das Risiko einer Kontamination und Immunogenität zu verringern. Einige der Techniken, die für das Zelllinien-Engineering verwendet werden können, sind die Gen-Editierung wie CRISPR-Cas9, die präzise Modifikationen in das Genom einführen kann; und die synthetische Biologie, die neuartige genetische Schaltkreise und Signalwege schaffen kann, um die Funktionalität der Zellen zu verbessern.

2 Prozessoptimierung

Ein weiterer wichtiger Aspekt der biopharmazeutischen Produktion ist die Optimierung der Prozessparameter, die das Wachstum und die Expression der Zellen beeinflussen. Bei der Prozessoptimierung geht es darum, die optimalen Bedingungen für das Nährmedium, die Temperatur, den pH-Wert, den Sauerstoff, die Nährstoffe und andere Faktoren zu finden, die die Lebensfähigkeit und Produktivität der Zelle beeinflussen. Bei seltenen Erkrankungen kann die Prozessoptimierung dazu beitragen, die Ausbeute und Qualität der Biopharmazeutika zu erhöhen sowie die Kosten und den Zeitaufwand für die Herstellung zu reduzieren. Einige der Methoden, die zur Prozessoptimierung verwendet werden können, sind die Versuchsplanung, mit der mehrere Variablen und Wechselwirkungen systematisch getestet werden können; und Prozessanalysetechnik, die den Prozess mithilfe von Sensoren und Rückkopplungsschleifen in Echtzeit überwachen und steuern kann.

4 Qualität durch Design

Ein ganzheitlicher Ansatz für die biopharmazeutische Produktion ist die Qualität durch Design (QbD) Konzept, das darauf abzielt, Qualität in jede Phase des Entwicklungs- und Herstellungsprozesses zu integrieren, anstatt sich auf die Prüfung des Endprodukts zu verlassen. Bei QbD geht es darum, die kritischen Qualitätsmerkmale zu identifizieren (CQAs) des Produkts, d. h. die Eigenschaften, die seine Sicherheit und Wirksamkeit beeinflussen; und die kritischen Prozessparameter (CPPs) des Prozesses, d. h. die Variablen, die die CQAs beeinflussen. Bei seltenen Krankheiten kann QbD dazu beitragen, die biopharmazeutische Produktion zu optimieren, indem es eine klare Verbindung zwischen dem Produkt und dem Prozess herstellt und Risikomanagement- und Statistikinstrumente anwendet, um die Robustheit und Zuverlässigkeit der Ergebnisse zu gewährleisten. Zu den Vorteilen von QbD gehören eine verbesserte Produktqualität, eine geringere Variabilität, eine verbesserte Einhaltung gesetzlicher Vorschriften sowie eine höhere Effizienz und Flexibilität.

5 Kontinuierliche Fertigung

Ein neuartiges Paradigma für die biopharmazeutische Produktion ist die kontinuierliche Herstellung (ZENTIMETER) Modell, bei dem der Prozess in einem kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Modus und nicht in diskreten Batches ausgeführt wird. CM kann mehrere Vorteile gegenüber der Serienfertigung bieten, wie z. B. höhere Produktivität, niedrigere Kosten, geringerer Platzbedarf und bessere Qualität. Bei seltenen Krankheiten kann CM dazu beitragen, die Nachfrage und das Angebot an Biopharmazeutika zu decken und eine schnellere und reaktionsschnellere Entwicklung und Bereitstellung zu ermöglichen. Einige der Herausforderungen von CM sind die Integration der Einheitenabläufe, die Automatisierung und Steuerung des Prozesses sowie die regulatorische Akzeptanz und Validierung des Systems.