Razvoj postopka prenosa bioprocesa za produkcijo humaniziranega monoklonskega protitelesa na raven industrijske proizvodnje

Bajc, Rok (author), Podgornik, Aleš (mentor), Pohar, Andrej (co-mentor)

Monoklonska protitelesa spadajo v razred bioloških oz. biotehnoloških zdravilnih učinkovin. Njihova proizvodnja poteka v bioreaktorjih, kot ekspresijski organizem pa se najpogosteje uporabljajo celice jajčnikov kitajskega hrčka (t.i. celice CHO). Razvoj bioprocesa se začne z eksperimenti na manjših bioreaktorskih volumenskih skalah, postopoma pa se izvajajo v vse večjih bioreaktorskih sistemih. Prenos v večje merilo obravnava ohranjanje bioprocesnih pogojev preko različnih bioreaktorskih volumenskih skal. Kot povečevalni kriterij smo pri prenosu v večje merilo uporabili ohranjanje konstantnega volumenskega vnosa moči (P/V). Pri tem smo si pomagali tudi z metodami in silico, ki jih imenujemo metode računalniške dinamike tekočin (ang. »computational fluid dynamics« ali »CFD«). Prvi sklop eksperimentov je potekal na sistemu Ambr250 in je bil namenjen iskanju kombinacije bioprocesnih parametrov, ki najbolje vpliva na celično rast, kvaliteto in titer produkta. Drugi sklop eksperimentov je potekal na sistemu BioBLU 3c, kjer smo testirali vpliv šestih različnih koncentracij glikomodulatorja na kvaliteto produkta. Naslednja dva bioprocesa sta bila izvedena na 200 L in 1000 L bioreaktorjih. Rezultate celične rasti, metabolizma, titra in kvalitete smo med različnimi volumenskimi skalami primerjali in ohranjanje konstantnega volumenskega vnosa moči prepoznali kot ustrezen povečevalni kriterij prenosa v večje merilo.

• Language: Slovenian
• Keywords: bioproces, celice jajčnikov, glikozilacija, kitajski hrček, metoda računalniške dinamike tekočin, monoklonska protitelesa, prenos v večje merilo, volumenski vnos moči
• Work type: Master's thesis/paper
• Typology: 2.09 - Master's Thesis
• Organization: BF - Biotechnical Faculty
• Year: 2023
• PID: 20.500.12556/RUL-151213
• COBISS.SI-ID: 166646019
• Publication date in RUL: 01.10.2023

Secondary language

• Language: English
• Title: Development of a procedure for the production of a biological active ingredient and scale-up to production levels

Abstract

In the scale-up process, we used the criterion of maintaining a constant power-to-volume ratio (P/V). We also employed computational fluid dynamics (CFD) methods to assist in this endeavor. The first set of experiments was conducted on the Ambr250 system and aimed to find the combination of bioprocess parameters that best influenced cell growth, product quality, and titer. The second set of experiments took place on the BioBLU 3c system, where we tested the impact of different concentrations of glycomodulator on product quality. The next two bioprocesses were carried out in 200 L and 1000 L bioreactors. We compared cell growth, metabolism, titer, and quality results across different volume scales and identified the maintenance of a constant power-to-volume ratio as a suitable scaling-up criterion.

• Keywords: bioprocess, Chinese hamster, computational fluid dynamics method, fed-batch bioprocess, glycosylation, monoclonal antibodies, ovarian cells, scaling-up, volumetric power input