Colture cellulari per il processo produttivo

Sistemi di colture cellulari per il processo produttivo

Sebbene i sistemi di espressione batterici, di lievito e di insetto siano in grado di sovraesprimere le proteine ricombinanti, per la produzione di farmaci biologici si ricorre più spesso alle cellule di mammifero, per le loro capacità di propagare i virus umani, di esprimere anticorpi monoclonali e di effettuare le modifiche post-traduzionali, come la glicosilazione, fondamentali per la produzione di farmaci biologici efficaci. Diverse linee cellulari di mammifero, tra cui linee CHO, di linfoma (NS0, SP2/0) e linee di cellule embrionali renali umane (HEK), sono state sviluppate e utilizzate per produrre elevati livelli di proteine​ terapeutiche e di anticorpi. I progressi dell'editing genetico, come il sistema CRISPR-Cas, hanno ulteriormente aumentato l'efficienza produttiva e migliorato la qualità del prodotto grazie alla possibilità di apportare modifiche al genoma della cellula ospite che consentono di controllare la crescita cellulare e l'apoptosi e di promuovere la modifica post-traduzionale del prodotto genico.

Terreni di coltura per la produzione di farmaci biologici

L'ottimizzazione del terreno di coltura è un altro elemento critico nello sviluppo di processi di coltura cellulare per la produzione di farmaci biologici. Per la produzione di farmaci biologici, si utilizzano comunemente terreni di coltura cellulare sintetici, privi di siero e di componenti di origine animale, per ridurre la variabilità introdotta dai terreni e dai supplementi non definiti, per evitare la presenza di contaminanti e agenti avventizi e per ridurre il rischio di effetti indesiderati/avversi. Poiché le diverse linee cellulari sono uniche e richiedono nutrienti diversi per crescere, la biomassa della coltura e la produzione di proteine dipendono in gran parte dal tipo terreno di coltura utilizzato.

Dispositivi per la coltura su larga scala utilizzati nei processi upstream, i bioreattori svolgono un ruolo chiave nell'espansione e nel passaggio di scala della coltura ai fini produttivi. Il tipico processo seed train per l’espansione cellulare prevede lo scongelamento di cellule crioconservate seguito da successive espansioni in recipienti di coltura sempre più grandi, come fiasche, spinners e bioreattori dotati di sistemi di agitazione. Una volta raggiunti il volume e la densità cellulare ottimali, la coltura viene trasferita in un bioreattore per la produzione. I bioreattori forniscono microambienti controllati e l’apporto di nutrienti necessario per regolare la crescita e la differenziazione cellulare, migliorando la standardizzazione e la riproducibilità. I bioreattori in acciaio inossidabile con sistemi di agitazione sono ancora molto utilizzati per la produzione, anche se spesso si ricorre a bioreattori monouso che assicurano una maggiore flessibilità e riducono i tempi di fermo richiesti per la pulizia e la sterilizzazione delle apparecchiature tradizionali.