Procesamiento posterior en biofarmacia

El procesamiento posterior biofarmacéutico (también conocido como DSP) hace referencia a la recuperación y purificación de una sustancia medicamentosa (DS) procedente de fuentes naturales, como las células animales o bacterianas. Es aplicable en procesos con anticuerpos monoclonales (AcMo) o proteínas, así como en la fabricación de oligonucleótidos, polisacáridos y diversas vacunas.

El procesamiento posterior se define típicamente como las operaciones unitarias que siguen a la finalización del crecimiento y la expansión celulares, así como a la finalización de la síntesis de sustancias medicamentosas u otra formación de productos. La finalidad del procesamiento posterior consiste en aislar, purificar y concentrar la sustancia medicamentosas sintetizada previamente u otro producto procedente de la matriz a granel compleja.

El procesamiento posterior también puede incluir actividades de formulación, lo que indica la transición de sustancia medicamentosa a medicamento (DP). Asimismo, las consideraciones del procesamiento posterior incluyen la gestión de recursos y de múltiples residuos y riesgos biológicos. Las actividades de procesamiento posterior se realizan a escala de laboratorios, pilotos y fabricación e involucran a equipos de tecnología analítica de procesos (PAT) y ciencia y tecnología para la fabricación (MSAT) que se centran en la optimización de procesos, escalado y resolución de problemas. 

Según la naturaleza del producto y el método de síntesis, el procesamiento posterior (DSP) por lo general incluye una combinación de los pasos siguientes:

• Cosecha y filtración
  La cosecha es el primer paso para separar un producto de los residuos masivos, además de optimizar la retención del rendimiento y calidad del producto.
  
  
• Captura primaria
  La captura hace referencia a la retención del producto deseado, al tiempo que se minimiza la retención de impurezas y productos secundarios. Se diferencia de la “cosecha” en que esencialmente los residuos en masa ya se habrán retirado.
  
  
• Intercambio de soluciones tampón y aumento de la concentración
  La ultrafiltración (UF) concentra un flujo de producto diluido y separa las moléculas en solución según el tamaño del poro de la membrana o el corte del peso molecular. La diafiltración (DF) intercambia productos de una solución tampón existente a una nueva para el proceso siguiente o para la solución tampón de formulación final. La ultrafiltración (UF) y la diafiltración (DF) en combinación son los pasos del intercambio de soluciones tampón.
  
  
• Purificación (y eliminación de contaminantes o impurezas)
  La purificación elimina las impurezas residuales con cada método sucesivo empleado, además de retener tanto producto como sea posible. El objetivo consiste en alcanzar la pureza del producto al tiempo que se minimiza la pérdida potencial de rendimiento.
  
  
• Bioconjugación (dependiente de las moléculas)
  Las moléculas de la bioconjugación son una nueva clase o generación de moléculas biológicas que están diseñadas para que tengan una mayor eficacia activada por la función combinada de dos o más tipos terapeúticos diferentes de moléculas. Los conjugados de anticuerpos y fármacos (ADC) son uno de los bioconjugados más comunes y se sintetizan por la modificación biomecánica de un anticuerpo y su enlace covalente con otro ingrediente farmacéutico activo (API).
  
  
• Formulación
  La formulación es el proceso que hace la transición de una sustancia medicamentosa (DS) a un medicamento formulado (DP). La formulación lleva la molécula del producto de un entorno, disolvente u otro estado físico a una forma adecuada para la administración clínica.

• Filtración en profundidad, fibra hueca: según la naturaleza del producto y proceso, los métodos de cosecha suelen incluir la filtración en profundidad (imagen 1) o filtros de fibra hueca (imagen 2). Con la filtración en profundidad, se bombea una mezcla a través de una membrana u otra interfaz para separar los residuos del producto en suspensión líquida. Los filtros de fibra hueca se usan en operaciones continuas de bioprocesamiento para eliminar la sustancia medicamentosa (DS) del sobrenadante expresada, además de atrapar temporalmente una porción de la biomasa en el filtro de fibra hueca. La separación acústica de campo y flujo es otra técnica emergente que se encuentra actualmente en su mayoría en entornos de desarrollo. Con varios modos de funcionamiento y configuración, los resultados pueden:
  • No modular ninguna separación de células o partículas (imagen 3a)
  • Seleccionar la separación de células o partículas de los flujos de alimentación a un nuevo flujo de captura con desvío o separación de una segunda población de partículas (imagen 3b)
  • Reubicar un sistema completo de partículas en un nuevo flujo o reubicación de fluidos, posiblemente en recirculación (imagen 3c)
  • Interactuar hidrodinámicamente, donde pueda tener lugar una mezcla modulada de selección de partículas e intercambio de fluidos (imagen 3d)

• Centrifugación: se trata de otro método ampliamente adoptado de separación en el bioprocesamiento, aunque con una tendencia cada vez más habitual para una biomasa total alta a muy alta y una densidad final moderada de la célula viable. La centrifugación se considera con mayor frecuencia un cuello de botella y no se considera práctica en gran medida para el bioprocesamiento continuo.
  
  
• Lisis ácida/tensoactiva, absorción de fase orgánica: la separación del producto con lisis suele perseguir un objetivo básico: interrumpir eficazmente las estructuras de aislamiento que contengan la sustancia medicamentosa o producto y crear una separación física entre cualquier tipo de residuo u otras impurezas y la sustancia medicamentosa. La lisis ácida o tensoactiva se usa casi exclusivamente con expresión bacteriana y en ocasiones con expresión por levadura. Del mismo modo, la absorción y captura de fase orgánica de un producto es de lo más común entre la expresión bacteriana y los sistemas de producción, y en ocasiones se usa para sistemas de levadura.
  
  
• Floculación y precipitación: son métodos de manipulación activa del sistema de partículas para alcanzar el objetivo de la separación. La floculación por lo general se aplica como método de preparación antes de la filtración o centrifugación. La aplicación de la floculación asegura un elevado flujo por las unidades de filtración, así como una separación eficiente y rentable del material celular del sobrenadante. Pueden ser necesarios métodos adicionales de eliminación del floculante y protocolos de verificación. La precipitación es una manipulación activa de partículas desencadena por parámetros cambiantes, como el disolvente o la fuerza iónica para disminuir la solubilidad.
  

Se sabe que la distribución del tamaño de las partículas (PSD) es un parámetro esencial del proceso (CPP) presente en la capacidad del filtro y de mucho mayor impacto que la turbidez y la presión por sí solas. La distribución del tamaño de las partículas (PSD) puede integrarse con el tiempo para asignar la acumulación de partículas en los filtros (sensor sobre el filtro) y predecir fallos. La distribución del tamaño de las partículas también puede medirse por debajo del filtro para observar el progreso de las partículas de trazas e identificar eventos similares.

El método y la estrategia de la captura cambia ligeramente según la naturaleza de la molécula diana. Principalmente, los anticuerpos se capturan por resinas de afinidad tales como la proteína A y la proteína G, así como algunos otros métodos de ingeniería selectiva. Las proteínas sin anticuerpos y los oligonucleótidos a menudo se capturan mediante cromatografía de intercambio iónico (IEX). Productos tales como los polisacáridos y las estructuras complejas de glicano a menudo se capturan mediante cromatografía de interacción hidrofóbica (HIC) o cromatografía de fase inversa (RPC).

• La cromatografía de afinidad (proteína A/G) es un método cromatográfico a la primera (típicamente denominado proteína A o ProA) que separa y concentra el producto de interés (típicamente un AcMo) de otros materiales solubles mediante un enlace inverso o la retención de la proteína diana a la columna a través de interacciones de enlace específico (imagen a), mientras que otros componentes se "eluden" a través de la columna (imagen b). Una serie de pasos de lavado seguidos por elusión selectiva liberan la molécula diana (imagen c). Surgen preocupaciones cuando se usa la cromatografía de afinidad, entre las que se incluye, por ejemplo, la maximización del enlace de la proteína diana (carga de columna) con la columna de afinidad. Muchas de estas preocupaciones las abordan actualmente los sistemas UV integrados que cumplen los requisitos actuales, pero carecen de las capacidades proporcionadas por métodos tales como el FTIR in situ.
  
  
• La cromatografía de intercambio iónico (IEX) separa y concentra el producto de interés (proteínas, oligonucleótidos y otros) de otros materiales solubles mediante enlace inverso o retención de la molécula diana a la columna basada en la fuerza de la interacción electrostática con el material de fase sólida (imagen d) mientras que los demás componentes se "eluden" a través de la columna. La cromatografía de intercambio iónico (IEX) se usa habitualmente como un método adicional o alternativo de purificación, por lo que no se restringe a aplicaciones de captación.

La ultrafiltración (UF) se usa frecuentemente en el bioprocesamiento posterior para concentrar un flujo de producto diluido. La ultrafiltración (UF) separa las moléculas dentro de una solución basada en el tamaño del poro de la membrana o el corte del peso molecular. La diafiltración (DF) se usa muy a menudo para el intercambio del producto a una solución tampón deseada (por ejemplo, de una solución tampón de elusión a una solución tampón de formulación final).

• La ultrafiltración y la diafiltración (conocidas conjuntamente como intercambio de soluciones tampón) usan típicamente la filtración de flujo tangencial (TFF), donde la alimentación fluye en paralelo con la superficie de la membrana en lugar de perpendicular a la superficie. El intercambio de soluciones tampón sigue siendo una operación principalmente manual que en raras ocasiones se optimiza. La concentración del producto por lo general se analiza con una forma de espectroscopia de UV, ya sea independiente, como un detector de HPLC o como un método variable de paso de luz.

Hay cierto número de retos que surgen en el proceso de intercambio de soluciones tampón:

• Seguimiento exacto de los volúmenes de intercambio.
• Predicción fiable del proceso a partir de muestreos simples no representativos.
• Tiempos de respuesta retardados o con cuello de botella de las mediciones fuera de línea.
• Pérdida acumulativa de producto con muestreo extractivo.
• Propagación de errores en la preparación de muestras para mediciones UV y HPLC fuera de línea.
• La espectroscopia IR in situ y raman permiten que varios componentes se analicen de forma simultánea, con una mayor precisión y un rango dinámico, y sin los retrasos asociados al análisis fuera de línea. 

Existen varios métodos empleados en secuencia que se usan para incrementar la pureza de la sustancia medicamentosa (DS) empezando por unos pasos tempranos de clarificación y extracción, seguidos de un método adecuado de captación y de primer aislamiento masivo, y seguidos a continuación por las fases intermedias y, después, finales de purificación, las últimas de las cuales incluyen cromatografía de pulido, filtración nano/estéril, cristalización y limpieza viral.

Al eliminar los retardos asociados al análisis fuera de línea, las mediciones FTIR in situ mejoran los pasos de la cromatografía de pulido al proporcionar feedback inmediato que permite cuantificar y especiar componentes de fracciones que incluyen soluciones tampón, sustancia medicamentosa e impurezas durante los pasos intermedios de purificación. El resultado son mejoras en los cortes de fracción, discriminación agregada o fragmentaria y concentración total en tiempo real. Para la eliminación viral, cualquier virus presente en la suspensión terapéutica agrupada y semipurificada se daña intencionadamente o se malforma abruptamente en una forma no patógena, por lo general por la alteración del entorno que rodea al virus. El control y refinado de estos parámetros fundamentales del proceso (CPP) es posible gracias a las plataformas automatizadas de reactores con sensores biofísicos integrados. La tecnología analítica de procesos (PAT) en línea resulta útil para caracterizar impurezas en fases posteriores de purificación, ya que las concentraciones son generalmente más altas y es más fácil distinguir el producto en una matriz semipurificada. 

Las moléculas de la bioconjugación son una nueva clase o generación de moléculas biológicas diseñadas para que tengan una mayor eficacia activada por la función combinada de dos o más tipos terapeúticos diferentes de moléculas. La química de bioconjugados requiere la caracterización y optimización detalladas de procesos. Las herramientas convencionales como los tubos microcentrífugos, vasos de precipitado, placas calientes, hélices de agitación magnética y pipetas de transferencia ya no son capaces de cubrir las exigencias de reproducibilidad en torno al pH, la temperatura, la dosificación, el mezclado y otros parámetros.

La química de bioconjugación confía en una serie de pasos bien controlados en secuencia que puede incluir la reducción de grupos funcionales, activación, conjugación de enlazadores de API con el biológico primario y cualquier número de pasos de intercambio de lavado o disolvente o tampón en el proceso (véase el diagrama siguiente). Los científicos biofarmacéuticos están adoptando una metodología usada en I+D de pequeñas moléculas, como los reactores de síntesis automatizados EasyMax. EasyMax proporciona una arquitectura coherente de modo que los parámetros relevantes del proceso, incluidos pH, conductividad, redox, temperatura, agitación, dosificación, etc., se controlan con precisión y los datos experimentales se captan con exactitud. La automatización de la química de bioconjugación proporciona integración de datos, correlación de eventos de procesos, integridad experimental y parámetros de escalado de diseño de experimento (DoE). 

El objetivo de la formulación consiste en llevar la molécula del producto de un entorno, disolvente u otro estado físico a una forma que resulte aceptable para la administración clínica humana. La molécula del producto se formula en función del modo en que se empleará el producto final: mediante inhalación, inyección o dosificación oral. Se evalúan la estabilidad a largo plazo del producto y los excipientes asociados para asegurar que la dosis medida y los atributos de calidad fundamentales (CQA) siguen las especificaciones después del procesamiento, almacenamiento y envío. Además de la esterilidad, es fundamental asegurar la eliminación de las impurezas y endotoxinas, así como evitar la degradación del medicamento (DP), para mantener la seguridad y eficacia durante la fabricación y el periodo de almacenamiento largo de una solución terapéutica proteínica.

Entre los medicamentos formulados se incluyen las proteínas (sobre todo los AcMo), los polisacáridos, los sistemas de nanopartículas, la materia orgánica, los oligonucleótidos y los distintos tipos de vacunas. Algunas vacunas se formularán con un adyuvante, por lo general una partícula de aluminio o una emulsión orgánica. La formulación de vacunas y la síntesis de adyuvantes constituyen flujos de trabajo que pueden beneficiarse de las estaciones de trabajo automatizadas de reactores paralelos, la digitalización de los flujos de trabajo y la integración de la tecnología analítica de procesos (PAT) ortogonales. Con la tecnología analítica de procesos en tiempo real, se obtiene una información más amplia sobre lo que ocurre durante el proceso, en lugar de analizar solo el inicio y los puntos finales.

• Identificar factores que contribuyan a la formación de cuellos de botella e impurezas durante el desarrollo de bioprocesos.
• Entender cómo repercuten las condiciones de proceso en la concentración y el rendimiento del producto.
• Minimizar las inexactitudes y los retrasos derivados de las técnicas tradicionales de producción y análisis menos eficientes.
• Controlar operaciones específicas como la purificación, la cromatografía, el intercambio de soluciones tampón, el aumento de la concentración y la formulación.
• Usar los métodos de minería de datos para caracterizar por completo la relación entre los distintos pasos del procesamiento posterior, así como emplear esta útil información para optimizar el rendimiento de los procesos continuos.
• Implementar una estrategia de Calidad por diseño (QbD)/Tecnología analítica de procesos (PAT) integrada.

En esta guía se habla sobre cómo están usando los científicos la tecnología analítica de procesos (PAT) para transformar los flujos de trabajo diarios y lograr mejoras significativas en el procesamiento posterior. Los temas incluyen:

• Control de la concentración de proteínas
• Optimización del proceso de intercambio de soluciones tampón
• Composición, distribución y morfología de los adyuvantes de las vacunas
• Automatización de la inactivación viral
• Procesos de desarrollo de bioconjugación

La industria biofarmacéutica está adoptando una tecnología nueva para lograr obtener una información más completa de los procesos a través de la aplicación de métodos de procesamiento continuos, la captura integral de datos y la conservación de registros electrónicos. Mediante el uso de reactores de laboratorio automatizados, analizadores espectroscópicos in situ, herramientas de caracterización de partículas y software avanzado; la tecnología analítica de procesos (PAT) permite un control preciso y un entendimiento completo que posibilitan la optimización de las operaciones posteriores.

• Cosecha y filtración: ParticleTrack (FBRM) mide la acumulación de partículas y la distribución del tamaño de la alimentación del conjunto celular que entra o sale de los filtros. Además, puede proporcionar la correlación de la capacidad o el control del feedback para reducir al mínimo las interrupciones de los procesos. EasyViewer realiza análisis de imágenes y extrae la acumulación, la distribución de tamaño y la morfología de las partículas a partir de imágenes en línea de resolución temporal del proceso. Colocado por encima o por debajo de los filtros, EasyViewer puede ofrecer correlación de la capacidad o control del feedback, pero resulta más valioso cuando se aplica al análisis de la causa raíz, caracterización y morfología.
  
  
• Captura primaria: la velocidad del muestreo y la pérdida por secado (LoD) de ReactIR ofrecen ventajas para la cromatografía de la captura primaria, ya que se registran distintos puntos de medición en eventos rápidos al tiempo que se diferencian cuantitativamente numerosos componentes. También permite el control de las entradas de alimentación variables, la calidad de la resina y el rendimiento durante la vida útil, así como la identificación de los componentes de elución y la eliminación de los retrasos en la recepción de los resultados analíticos para tomar decisiones basadas en los datos en tiempo real.
  
  
• Intercambio de soluciones tampón y aumento de la concentración: ReactIR captura y cuantifica numerosos excipientes y medicamentos (DS) de forma simultánea y en tiempo real. Facilita el control del uso de soluciones tampón, la supervisión de los efectos de la membrana, el uso de la concentración directa in situ en lugar de aproximaciones de diavolúmenes, el aumento de la exactitud de la concentración de +/-5 % a +/-2 % y la eliminación de los retrasos analíticos. Por otro lado, los reactores automatizados EasyMax aceleran el desarrollo de los procesos hasta un 80 % mediante la captura y estructuración de datos experimentales, el control exacto de todos los parámetros esenciales del proceso (CPP) y la integración de sensores biofísicos, como el pH, la conductividad, el redox y el oxígeno disuelto (OD).
  
  
• Purificación: ReactIR ofrece ventajas para la cromatografía de pulido. Permite cuantificar y especiar componentes de fracciones que incluyen soluciones tampón, medicamentos e impurezas. Además, con él se consiguen mejoras en los cortes de fracción, discriminación agregada o fragmentaria y concentración total en tiempo real; y se eliminan los retrasos en la recepción de los resultados analíticos. Si se aplica EasyMax a la inactivación viral, se puede evaluar rápidamente el espacio de diseño de experimentos (DoE), en el que se incluyen las condiciones del mezclado, el control de temperatura, y las estrategias y tasas de dosificación. También permite mitigar el impacto que tienen la desamidación y desnaturalización inducidas por el pH en la calidad; además de acelerar el desarrollo de los procesos mediante la integración de sensores biofísicos como el pH, la conductividad, el redox y el oxígeno disuelto. Con ParticleTrack (FBRM) y EasyViewer, se determina el impacto de los parámetros del proceso en la cristalización para optimizar rápidamente el proceso.
  
  
• Bioconjugación (dependiente de las moléculas): EasyMax permite una evaluación rápida y un control preciso de los parámetros esenciales del proceso del espacio de diseño de experimentos, en el que se incluyen las condiciones del mezclado, el control de temperatura, y las estrategias y tasas de dosificación. Además, contribuye a eliminar la variabilidad de los experimentos asociada a los métodos manuales fuera de línea y a los controles deficientes de los parámetros esenciales del proceso. ReactIR y ReactRaman ofrecen información mecánica detallada en tiempo real, lo que elimina los retrasos fuera de línea y las inexactitudes del muestreo.
  
  
• Formulación: EasyMax controla todos los parámetros esenciales del proceso y se integra con ReactIR, ReactRaman, ParticleTrack, EasyViewer y numerosos sensores biofísicos. También permiten la caracterización de la estabilidad, la concentración final, la síntesis de adyuvantes, las polimerizaciones, la encapsulación, la adsorción y otros eventos de partículas de las sustancias y los productos medicamentosos.

El reactor automatizado EasyMax es una estación de trabajo completa para optimizar los parámetros fundamentales del diseño y la ejecución del método de procesamiento posterior. Este sistema completamente automatizado ofrece un control preciso de las variables clave del bioprocesamiento.

• Permite la gestión de todos los parámetros esenciales del proceso (CPP), entre los que se incluyen la identificación de reactivos y de materia prima, la dosificación, la temperatura, el mezclado, la medición de pH y la valoración.
  
  
• Se integra con facilidad con metodologías de análisis in situ, entre las que se incluyen ReactIR (FTIR), ReactRaman (Raman), ParticleTrack (FBRM), EasyViewer (análisis de imágenes in situ) e EasySampler. Esto le permite ejecutar experimentos sin supervisión y un muestreo automatizado inteligente cuando se requiere un análisis fuera de línea.
  
  
• Software iC permite la ejecución y el control automatizados de todos los experimentos y el equipo periférico, así como la captura de datos completa y la conservación de registros.

ReactIR emplea la espectroscopía de infrarrojo medio para medir tanto los componentes acuosos como los orgánicos solubles en un recipiente o en un flujo de procesos in situ y en tiempo real. Las mediciones de ReactIR no se ven afectadas por sólidos en suspensión, burbujas ni masa celular.

• Permite la supervisión de varios atributos de calidad del producto in situ. Elimina los retratos asociados a la recogida de muestras.
  
  
• Cuantifica el impacto de los pasos del procesamiento posterior en el rendimiento de los productos y la eficacia de los procesos.
  
  
• Proporciona datos analíticos útiles para el control y la toma de decisiones en tiempo real.
  
  
• Cumple con las directrices ICH mediante la digitalización y la experimentación con datos abundantes.
  
  
• Facilita el escalado de I+D a la fabricación.
  
  
• Mide la concentración de analito de tan solo 0,5 mg/ml en volúmenes, desde varios mililitros hasta miles de litros.

ParticleTrack y EasyViewer permiten a los científicos:

• Supervisar las partículas y las estructuras de partículas, a medida que las condiciones de los experimentos varían.
  
  
• Realizar un seguimiento del crecimiento de los sistemas biológicos en tiempo real sin necesidad de extraer muestras.
  
  
• Caracterizar las condiciones de los sistemas de partículas que entran o salen de operaciones como la filtración.
  
  
• Observar mecanismos de partículas como la síntesis de adyuvantes, la estabilidad y la adsorción de adyuvantes de antígenos. 

ParticleTrack con tecnología de medición de reflectancia con haz enfocado (FBRM) es un analizador de partículas basado en sensores que se inserta directamente en un recipiente para realizar el seguimiento de los cambios en el tamaño de las partículas y el recuento de estas en tiempo real. Emplea mediciones de la distribución de la longitud de cuerda para obtener la distribución del tamaño de las partículas (PSD). 

EasyViewer es un instrumento óptico basado en sensores que se inserta directamente en un recipiente para capturar imágenes del sistema de partículas. Realiza análisis de imágenes y extrae la acumulación, la distribución de tamaño y la morfología de las partículas a partir de imágenes en línea de resolución temporal del proceso, lo que permite analizar las tendencias de las poblaciones a lo largo del tiempo. 

Gregory Dutra, Daniel Komuczki, Alois Jungbauer, Peter Satzer, “Continuous capture of recombinant antibodies by ZnCl₂ precipitation without polyethylene glycol”, Engineering in Life Sciences (2020), 20, 265–274.

Los autores indican que han usado cationes divalentes, en concreto ZnCl₂, para capturar y purificar anticuerpos monoclonales con un método basado en la precipitación.  La viscosidad del sobrenadante y los factores de dilución de la resolubilización fueron muy bajos, debido a la naturaleza reticulada de los cationes divalentes y a la eliminación del polietilenglicol (PEG).

Los investigadores han podido cuantificar el efecto del pH en el rendimiento manteniendo la concentración de ZnCl₂ estática y variando el pH con el reactor de laboratorio automatizado EasyMax. Supervisaron la precipitación con el sensor de FBRM ParticleTrack y midieron la distribución del tamaño de los grupos de partículas con diferentes valores de pH.  Mediante este método descubrieron que el valor de pH óptimo para la precipitación es de entre 6 y 7, que el pH tiene un gran impacto en el tamaño de los grupos de precipitado y que los grupos mayores se asocian a un mejor rendimiento. Afirman que el control en línea de la medición de la reflectancia con haz enfocado puede emplearse para estimar el rendimiento resultante sin necesidad de realizar mediciones fuera de línea de la auténtica concentración durante la precipitación.

Carmen Mei, Sasmit Deshmukh, James Cronin, Shuxin Cong, Daniel Chapman, Nicole Lazaris, Liliana Sampaleanu, Ulrich Schacht, Katherine Drolet-Vives, Moriam Ore, Sylvie Morin, Bruce Carpick, Matthew Balmer, Marina Kirkitadze, ”Aluminum Phosphate Vaccine Adjuvant: Analysis of Composition and Size Using offline and In-Line Tools”, Computational and Structural Biotechnology Journal (2019), 17, 1184-1194.

Dado que la interacción entre el antígeno y el adyuvante es importante para la inmunogenicidad de las vacunas, en esta investigación los autores estudiaron propiedades físicoquímicas del adyuvante, en este caso AlPO₄, como el tamaño de las partículas y la composición química. Emplearon tanto técnicas fuera de línea, como la espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR) y raman, la espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS) y la difracción láser; como métodos en línea, entre los que se incluyen la espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier en combinación con la reflexión total atenuada in situ (FTIR-ATR; ReactIR), raman (ReactRaman) y la medición de reflectancia con haz enfocado (FBRM, ParticleTrack). En cuanto a las mediciones realizadas en línea, se examinó la distribución del tamaño de las partículas del fosfato de aluminio y la proteína absorbida mediante medición de reflectancia con haz enfocado y se llevó a cabo el análisis de composición del fosfato de aluminio mediante un sensor de reflexión total atenuada in situ.

Los autores llegaron a la conclusión de que la tecnología analítica de procesos en línea (PAT) controla de forma eficaz el tamaño de las partículas y la composición química de las distintas fases de la fabricación de adyuvantes.  Además, afirman que se pueden emplear enfoques similares para facilitar la evaluación de la uniformidad de los lotes y que el uso de esta tecnología respalda las estrategias de fabricación avanzadas, como las pruebas de lanzamiento de productos en tiempo real.

A continuación, se ofrece una serie de publicaciones recientes sobre el procesamiento posterior en biotecnología y la industria farmacéutica.

• Gregory Dutra, Daniel Komuczki, Alois Jungbauer, Peter Satzer, “Continuous capture of recombinant antibodies by ZnCl2 precipitation without polyethylene glycol”, Engineering in Life Sciences (2020), 20, 265–274.
  
• Dhanuka P. Wasalathanthri, Matthew S. Rehmann, Yuanli Song, Yan Gu, Luo Mi, Chun Shao, Letha Chemmalil, Jongchan Lee, Sanchayita Ghose, Michael C. Borys, Julia Ding, Zheng Jian Li, "Technology outlook for real‐time quality attribute and process parameter monitoring in biopharmaceutical development—A review", Biotechnology and Bioengineering (2020), 177(10), 3182-3198.
• Carmen Mei, Sasmit Deshmukh, James Cronin, Shuxin Cong, Daniel Chapman, Nicole Lazaris, Liliana Sampaleanu, Ulrich Schacht, Katherine Drolet-Vives, Moriam Ore, Sylvie Morin, Bruce Carpick, Matthew Balmer, Marina Kirkitadze, "Aluminum Phosphate Vaccine Adjuvant: Analysis of Composition and Size Using Off-line and In-Line Tools”, Computational and Structural Biotechnology Journal (2019), 17, 1184-1194.
• Julian Kager, Vladimir Berezhinskiy, Robert Zimmerleiter, Markus Brandstetter, Christoph Herwig, “Extension of a Particle Filter for Bioprocess State Estimation using Invasive and Non-Invasive IR Measurements”, Computer Aided Chemical Engineering (2019), 46, 1417-1422.
• Matthias Brunner, Philipp Brosig, Monika Losing, Marco Kunzelmann, Amandine Calvet, Fabian Stiefel, Jan Bechmann, Andreas Unsoeld, Jochen Schaub, “Towards robust cell culture processes—Unraveling the impact of media preparation by spectroscopic online monitoring”, Engineering in Life Sciences (2019), 19, 666-680.
• Marine Deshors, Olivier Guais, Virginie Neugnot-Roux, Xavier Cameleyre, Luc Fillaudeau, Jean Marie Francois, "Combined in situ Physical and ex-situ Biochemical Approaches to Investigate in vitro Deconstruction of Destarched Wheat Bran by Enzymes Cocktail Used in Animal Nutrition”, Frontiers in Bioengineering and Biotechnology (2019), 7(158).
• Steffen Großhans, Matthias Rüdt, Adrian Sanden, Nina Brestrich, Josefine Morgenstern, Stefan Heissler, Jürgen Hubbuch, “In-line Fourier-transform infrared spectroscopy as a versatile process analytical technology for preparative protein chromatography", Journal of Chromatography A, (2018), 1547, 37-44.
• Anja Lemoinea, Frank Delvigneb, Anika Bockischa, Peter Neubauera, Stefan Junne, “Tools for the determination of population heterogeneity caused by inhomogeneous cultivation conditions”, Journal of Biotechnology (2017), 251, 84-93.
• Anouk Dirksen, Keith A. Davis, Joe T. Collins, Keshab Bhattacharya, Jari I. Finneman, Erin L. Pepin, Jeffrey S. Ryczek, William B. Wellborn, Ratish Mangalathillam, Brad P. Evans, Mark J. Pozzo, Rory F. Finn, “Process development of a FGF21 protein–antibody conjugate”, Peptide Science (2017), 110:e23042.
• Cosima Koch, Andreas E. Posch, Christoph Herwig, Bernhard Lendl, “Comparison of Fiber Optic and Conduit Attenuated Total Reflection (ATR) Fourier Transform Infrared (FT-IR) Setup for In-Line Fermentation Monitoring”, Applied Spectroscopy (2016), 70(12), 1965-1973.
• Andrew Salazar, Julia Bleifuß, Anke Simon, Sabrina Schüßler, Michael Keusgen, Nikolai Stankiewicz, Jörg von Hagen, “Compaction of chemically defined cell culture media increases its dissolution rate through an increase of solvent accessible surface area”, Powder Technology (2016), 301, 110-117.
• Patricio López-Expósito, Ángeles Blanco Suárez, Carlos Negro, “Estimation of Chlamydomonas reinhardtii biomass concentration from chord length distribution data”, Journal of Applied Phycology (2016), 28, 2315–2322.
• Christian Sieblist, Marco Jenzsch, Michael Pohlscheidt, “Equipment characterization to mitigate risks during transfers of cell culture manufacturing processes”, Cytotechnology (2016), 68(4), 1381–1401.
• Cosima Koch, Markus Brandstetter, Patrick Wechselberger, Bettina Lorantfy, María Reyes Plata, Stefan Radel, Christoph Herwig, Bernhard Lendl, “Ultrasound-Enhanced Attenuated Total Reflection Mid-Infrared Spectroscopy In-Line Probe: Acquisition of Cell Spectra in a Bioreactor”, Analytical Chemistry (2015), 87, 2314−2320.
• Janosch Fagaschewski, Daniel Sellin, Charles Wiedenhöfer, Sven Bohne, Hoc K. Trieu, Lutz Hilterhaus, “Spatially resolved in situ determination of reaction progress using microfluidic systems and FT-IR spectroscopy as a tool for biocatalytic process development”, Bioprocess Biosystems Engineering (2015), 38, 1399–1405.
• Huiquan Wu, Erik Read, Maury White, Brittany Chavez, Kurt Brorson, Cyrus Agarabi, Mansoor Khan, “Real time monitoring of bioreactor mAb IgG3 cell culture process dynamics via Fourier transform infrared spectroscopy: Implications for enabling cell culture process analytical technology”. Frontiers of Chemical Science and Engineering (2015), 9, 386–406.
• Cosima Koch, Andreas Posch, Héctor Goicoechea, Christoph Herwig, Bernhard Lendl, “Multi-analyte quantification in bioprocesses by Fourier-transform-infrared spectroscopy by partial least squares regression and multivariate curve resolution”, Analytica Chimica Acta (2014), 807, 103-110.
• Cornelia Walther, Sabrina Mayer, Alois Jungbauer, Astrid Dürauer, “Getting ready for PAT: Scale up and inline monitoring of protein refolding of Npro fusion proteins”, Process Biochemistry (2014), 49(7), 1113-1121.
• Anne Tscheliessnig, Peter Satzer, Nikolaus Hammerschmidt, Henk Schulz, Bernhard Helk, Alois Jungbauer, “Ethanol precipitation for purification of recombinant antibodies”, Journal of Biotechnology (2014), 188, 17-28.
• Patrick Sagmeister, Magdalena Kment, Andrea Meitz, Timo Langemann, Christoph Herwig, “Soft-sensor assisted dynamic investigation of mixed feed bioprocesses”, Process Biochemistry (2013), 48(12), 1839-1847.
• Patrick Sagmeister, Timo Langemann, Patrick Wechselberger, Andrea Meitz, Christoph Herwig, “A dynamic method for the investigation of induced state metabolic capacities as a function of temperature”, Microbial Cell Factories (2013), 12, 94.
• John Dahlbacka , Kristiina Kiviharju, Tero Eerikäinen, Kaj Fagervik, “Monitoring of Streptomyces peucetius cultivations using FTIR/ATR spectroscopy and quantitative models based on library type data”, Biotechnology Letters (2013), 35, 337–343.
• John Dahlbacka, Jan Weegar, Niklas von Weymarn, Kaj Fagervik, “On-line measurement of the substrate concentrations in Pichia pastoris fermentations using FT-IR/ATR”. Biotechnology Letters (2012), 34, 1009–1017.
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