Innovaciones, avances y mejoras futuras en el bioprocesamiento ascendente y descendente

BPI TV: innovaciones, avances y futuras mejoras en el bioprocesamiento ascendente y descendente. Una entrevista con Peter Levison, Director Ejecutivo de Desarrollo Comercial, Pall. En esta entrevista de blog, el Dr. Peter Levison analiza las innovaciones en el bioprocesamiento ascendente y descendente con BPI Europe. Peter comparte sus ideas sobre las innovaciones más exitosas hasta la fecha y su impacto en las operaciones de bioprocesamiento. 

¿Cuál ha sido la innovación más exitosa en el bioprocesamiento upstream hasta la fecha y cómo ha impactado esta innovación en las operaciones de bioprocesamiento?

Puede que esta no parezca la respuesta más probable, pero en mi opinión, la última generación de filtros de profundidad ha sido una innovación muy poderosa para el procesamiento ascendente. A medida que las tendencias de bioprocesamiento han seguido evolucionando y las tecnologías de un solo uso se han convertido en un enfoque muy generalizado para los fabricantes de medicamentos, en particular cuando necesitan adaptarse a perfiles de medicamentos muy cambiantes. Sin embargo, esto presenta un nuevo desafío cuando observa el paso de aclaración. En las instalaciones tradicionales de acero inoxidable donde las personas pueden estar operando biorreactores encerrados en aproximadamente 10,000 litros, la centralización continua ha sido probablemente el enfoque principal, con también un uso limitado de la filtración profunda. El desafío con la filtración profunda es que históricamente se ocupó de densidades celulares de hasta aproximadamente 20 millones de células por mil, pero con los desarrollos recientes en el espacio biotecnológico con mayores densidades celulares y títulos más altos, ahora se enfrentan a procesos en los que las densidades celulares pueden ser 30 millones de células por mil. Una consecuencia de eso y los cambios en el uso único significa que las personas están bajando los volúmenes de sus biorreactores a, digamos, 2000 litros y cuando se llega a una escala de 2000 litros, la centrifugación no se convierte en la propuesta más atractiva. Es bastante caro de instalar, es un equipo de capital y realmente no se presta a súplicas de un solo uso. La filtración de profundidad comienza a convertirse en el método de elección, pero entonces existía el requisito de mejorar los filtros de profundidad. Ha habido avances en la filtración profunda en los últimos dos o tres años, donde se desarrollan nuevos diseños de filtros profundos, con nuevos medios de filtración profunda; un ejemplo es la plataforma de clarificación Stax™ mAxde Pall. Estos filtros de profundidad avanzados le permitirán manejar flujos de alimentación con densidades de células superiores a 30 millones de células por mil. Eso realmente ha sido un tremendo habilitador para avanzar en el procesamiento ascendente y, con suerte, habilitará una plataforma muy flexible para los procesos en el futuro.

Lo mismo para el bioprocesamiento aguas abajo: ¿cuál ha sido la innovación más exitosa y cuáles son sus impactos en las operaciones de bioprocesamiento?

Downstream es una situación ligeramente diferente, diría que realmente no ha habido innovaciones notables en la forma de realizar el procesamiento downstream. El proceso, las operaciones unitarias que se realizan aguas abajo, se han mantenido bastante constantes durante los últimos 10 a 20 años. Sí, hay ligeras diferencias en las modalidades, en diferentes tipos de productos de cromatografía, en diferentes tipos de filtros, pero el tren básico de operaciones unitarias permanece bastante constante. Creo que es más la integración, la capacidad de tomar una unidad de operación y conectarla directamente a la siguiente unidad de operación. Eso realmente ha sido posible con los conectores de un solo uso donde se pueden introducir conectores asépticos, como los conectores Kleenpak® Presto que ofrecemos y los diversos colectores de un solo uso que se pueden diseñar para cumplir con los requisitos del proceso. Es esa conectividad la que probablemente sea el área si te gusta la innovación. Tal vez innovación no sea la palabra correcta, pero es una mejora incremental que le permite hacer las cosas de una manera más ágil y simplificada. 

¿Estas innovaciones han hecho que la integración entre los procesos ascendentes y descendentes sea más fácil, más útil, más eficiente/optimizada?

Sí, diría que tienen. Tradicionalmente, el procesamiento por lotes era una especie de modus operandi y están inherentemente más desconectados. Son operaciones paso a paso y, como mencioné anteriormente, una clarificación más efectiva con estos filtros de profundidad avanzados le brinda una solución flexible. Tener la capacidad de manejar y procesar el contenido del biorreactor de una manera más eficiente le permite integrarse con el proceso posterior. El proceso aguas abajo se puede realizar de forma continua ya sea a través de un proceso continuo o un proceso semicontinuo; las llamadas operaciones híbridas. Creo que lo que la gente está haciendo ahora es ver dónde están los puntos críticos y los cuellos de botella reales en su proceso y luego tratar de abordarlos poco a poco, cambiando la forma en que se realiza una determinada operación unitaria, para optimizar la productividad general del proceso. Creo que así es como la gente está viendo las eficiencias.

¿Qué mejoras aún deben realizarse en la tecnología de procesamiento aguas arriba?

Uno de los desafíos con el procesamiento aguas arriba es el uso de sistemas de perfusión. Hay mucho interés en llevar los sistemas de perfusión completamente al espacio comercial. Hemos visto mucho interés y muchos procesos nuevos que se están desarrollando en perfusión en los últimos dos o tres años. La perfusión, por su naturaleza, requiere entregas, la generación y entrega, de una corriente de alimentación muy continua, y eso requiere dispositivos de retención de células y tecnología de retención de células. Si bien hay tecnologías disponibles que funcionan y se usan ampliamente, creo que todavía hay preocupaciones sobre la solidez y la consistencia de esa aclaración. Entonces, realmente, necesitamos crear una tecnología de retención de células muy robusta y confiable que le permita operar un biorreactor de perfusión durante muchas semanas sabiendo que cada minuto de cada día está obteniendo una alimentación constante que sale de eso. biorreactor, sujeto obviamente a la ligera variabilidad del sistema vivo con el que estás tratando. Esto le permite tener una fuente consistente que continúa con los pasos de procesamiento posteriores, por lo que creo que todavía hay una brecha que está parcialmente resuelta. 

¿Qué mejoras aún deben realizarse en la tecnología de procesamiento posterior?

Creo que debido a que ahora estamos viendo más de estos procesos conectados, existe la necesidad de análisis y control en tiempo real. Se están logrando avances, pero necesitamos tener una cartera real de análisis rápidos en línea y en línea, para que sepa qué está pasando en el proceso, en tiempo real. Si estás conectando cosas, entonces necesitas saber qué está pasando. Aunque estamos viendo avances y estamos viendo nuevas técnicas surgiendo todo el tiempo, creo que todavía falta mucho por hacer. Me imagino que los próximos cinco años serán bastante innovadores con muchas introducciones de nuevos productos a medida que avanzamos. 

¿Qué son las instalaciones de biofabricación de "próxima generación" y qué mejoras/avances ofrecen?

Creo que con la adopción generalizada de un solo uso con estas instalaciones más pequeñas que deben ser bastante flexibles, los diseños modulares están apareciendo en línea donde puede construir una instalación de sistema literalmente dentro de uno o más módulos. Estos módulos están preensamblados, literalmente colocados con grúa en su sitio y se ponen en funcionamiento muy rápidamente. Estos realmente dan una gran flexibilidad al usuario final. Es mucho más rápido de implementar una vez que está instalado y operativo. Puede intercambiar e interconectar rápidamente varios componentes dentro del módulo. Además, si desea escalar su proceso, en lugar de escalar, simplemente compre otro módulo y escale. Entonces, creo que eso realmente te da mucha flexibilidad. Ese es un avance que veremos crecer en los próximos años. La otra área por supuesto es la digitalización, con las nuevas plataformas de automatización que salen con el deseo de interconectar procesos, con la necesidad de tener análisis en línea o en línea, entonces estarás generando megacantidades de datos mucho. Más datos que creo que realmente podemos comprender y que deberán administrarse, deberán almacenarse y analizarse. Idealmente, desea análisis y datos en tiempo real. Si puede llevarlo a la siguiente extensión lógica, se convierte en lanzamiento en tiempo real. Si puede generar datos que están validados y son absolutamente exactos y precisos en tiempo real, entonces no hay ninguna razón por la que no pueda realizar la publicación en tiempo real, o ciertamente acortar el tiempo de publicación en sus pruebas críticas. Entonces, creo que esa es realmente la esencia detrás de la Industria 4.0, de la que escuchamos mucho en estos días. Creo que sabes que ha habido experiencias comprobadas en otras industrias y otros sectores. La industria de la aviación tiene una gran cantidad de datos generados en aviones que se generan en tiempo real y están a miles de millas de distancia de su base de operaciones. Hay lecciones y mejores prácticas de otras industrias que podemos adoptar dentro de la biotecnología.  

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