Freeze-Thaw-Technologie auf einer anderen Qualitätsstufe im Umgang mit mAbs

Freeze-Thaw-Technologie auf einer anderen Qualitätsstufe im Umgang mit mAbs

Monoklonale Antikörper: Verbesserte Qualität und Ergebnisse durch kontrolliertes Einfrieren und Auftauen

In einem so sensiblen Bereich wie der Entwicklung und Produktion von Biopharmazeutika haben kontrollierte Prozesse und Verfahren von jeher eine wichtige Rolle gespielt und sie werden dies auch weiterhin tun. Dies gilt insbesondere bei hochempfindlichen Substanzen wie den aus weißen Blutkörperchen gewonnenen monoklonalen Antikörpern. Um ihre Wirksamkeit nicht zu beeinträchtigen, sind besondere Sorgfalt und ein sensibler Umgang in allen Schritten des Entwicklungs- und Produktions-, aber auch des Logistikprozesses gefragt. Darüber hinaus können schnelle Gefrier- und Auftauraten (Freeze & Thaw) zu einem verbesserten Qualitätsniveau und zu besseren Gesamtergebnissen führen.

Freeze Thaw Platform – mehr lesen!

Definition und Geschichte: Was sind monoklonale Antikörper?

Monoklonale Antikörper (mAb oder moAb) sind Antikörper, die durch das Klonen einzigartiger weißer Blutkörperchen erzeugt werden, wobei auch alle nachfolgenden, auf diese Weise gewonnen Antikörper auf die einzigartige Ursprungszelle zurückgehen. Davon leitet sich auch der Begriff „monoklonal” ab. Diese Art Antikörper kann auch hergestellt werden, indem die therapeutischen Ziele eines einzelnen moAb auf zwei Epitope erhöht werden, was zu sogenannten bispezifischen monoklonalen Antikörpern führt. Bestimmte Arten können an praktisch jede geeignete Substanz gebunden werden, was sie zu einem wichtigen Werkzeug in Bereichen wie Biochemie, Molekularbiologie und Medizin macht.

Die Geschichte der medizinisch verwendeten Antikörper kann bis ins späte 19. Jahrhundert zurückverfolgt werden, als sie ursprünglich für Tetanus- und Diphtherietherapien verwendet wurden. Die Anwendung von moAb ist heute erheblich vielseitiger und sie werden nicht nur für therapeutische, sondern auch für diagnostische Zwecke eingesetzt. Ihre Bedeutung hat seit ihrer erstmaligen Zulassung durch die FDA im Jahr 1986 erheblich zugenommen.

Im Gegensatz zu polyklonalen Antikörpern haben monoklonale Antikörper den zusätzlichen Vorteil, dass sie aus derselben Linie stammen. Dies bedeutet, dass ihre Ergebnisse endlos reproduziert werden können, indem immer auf dieselbe Ursprungscharge zurückgegriffen wird. Ungeachtet dieser letzten Tatsache erfordern Produktion und Umgang mit jeder Art von Antikörper nach wie vor hochkomplexe Prozesse und eine Umgebung, die sowohl steril als auch kontrollierbar ist. Dies gilt für jeden einzelnen Schritt von der Entwicklung bis zur endgültigen Verwaltung und umfasst Freezing, Lagerung, Versand und Thawing. Alle diese Verfahren sind gleich wichtig, um dem Patienten das bestmögliche Ergebnis bieten zu können.

FAT und SAT in der Drug Substance Logistik

Die Vorteile schneller Freeze-/Thaw-Raten bei hochkonzentrierten mAb

Bei so empfindlichen Lösungen und Substanzen wie den weißen Blutkörperchen und den daraus gewonnen Antikörpern kann die Art des angewandten Gefrierprozesses großen Einfluss auf die endgültige Qualität haben: Die Gefriergeschwindigkeit beeinflusst sowohl die Homogenität als auch die Viskosität der gefrorenen Substanz.

Aufgrund der Belastung, der sie bei herkömmlichen Freeze-/Thaw-Prozessen ausgesetzt ist, zeigen gewisse Teile der Substanz immer nur ein geringes Maß an Aktivität. Eine angemessene Gefrier- und Auftaurate ist daher ein Schlüsselparameter, um homogene Ergebnisse ohne großen Qualitätsverlust zu erzielen.

Verschiedene Tests haben bestätigt, dass eine konstant hohe Gefriergeschwindigkeit, wie sie mit fortschrittlichen Single-Use-Plattformen erreicht werden kann, zu einer signifikant geringeren Cryoconcentration (der Konzentration eines Materials in den festen oder flüssigen Teilen einer teilweise gefrorenen Mischung) führt. Als logische Konsequenz bleiben die ursprünglichen Eigenschaften des zu frierenden Stoffes bei einer gleichmäßig schnellen Gefrier- und Auftaurate besser erhalten.

Erfahren Sie mehr über SUSupport!

Die Nachteile langsamer Freeze-/Thaw-Raten bei monoklonalen Antikörpern

Langsames Einfrieren hingegen zeichnet sich in erster Linie durch unterschiedliche Gefrierraten mit möglichen negativen Auswirkungen auf die Qualität der Substanz aus. Ein langsamer Gefrierprozess führt zur Bildung längerer Eiskristalle, die das Produkt schädigen können. Die Bildung kristalliner Strukturen führt außerdem zu Spannungen, die wiederum bis zu 20% aller enthaltenen Proteine ​​zerstören können. Und wenn die kalten Temperaturen von außen nach innen in die Substanz eindringen, kann dies zu einer Ausdehnung des Kerns führen, wodurch das umgebende Material beschädigt oder zerstört wird.

Darüber hinaus führen die langsamen Gefrierzeiten statischer Gefriergeräte zu einer erhöhten Cryoconcentration. Im schlimmsten Fall kann dies zur Zerstörung einer großen Anzahl von Antikörpern durch Reibung und Bruch führen. Hochkonzentrierte Substanzen wie mAb erfordern jedoch einen homogenen Gefrierprozess, um die ursprüngliche Qualität bestmöglich zu erhalten.

Neue Möglichkeiten und Chancen: Verarbeitung von mAb mit fortschrittlichen Technologien

Die Implementierung von Single-Use-Technologien nimmt in der biopharmazeutischen Industrie nicht zuletzt aufgrund höherer Erträge, der Anpassungsfähigkeit von Einweg-Komponenten und der Akzeptanz personalisierter Arzneimittel rasant zu. Darüber hinaus ermöglichen Single-Use-Plattformen eine schnelle Produktion von für klinische Studien benötigtem Material, monoklonalen Antikörpern oder Zell- und Gentherapien.

Single-Use-Technologien sind hochflexibel und skalierbar. Somit bieten sie ideale Voraussetzungen für die Verarbeitung von Antikörpern sowie Zell- und Genmaterial in zahlreichen verschiedenen Volumina. Innovative Ansätze eröffnen neue Möglichkeiten, die mit herkömmlichen Systemen, so bewährt diese auch sein mögen, nicht möglich wären.

Das wachsende Angebot an Therapien und Medikamenten erfordert Einrichtungen und Systeme, die an die erhöhte Entwicklungs- und Produktionsgeschwindigkeit sowie an sich ständig ändernde Anforderungen angepasst sind oder angepasst werden können. Bei monoklonalen Antikörpern sollte ein besonderer Schwerpunkt auf die Viskosität gelegt werden: Aufgrund von Protein-Protein-Wechselwirkungen können konzentrierte mAb-Lösungen eine hohe Viskosität aufweisen, die zur Herausforderung während des Herstellungsprozesses werden kann.

Von Single Use Support durchgeführte Viskositätstests haben jedoch gezeigt, dass der Viskositätsgrad den Füllprozess nicht beeinflusst. Trotzdem können mit RoSS.FILL sowohl Geschwindigkeit als auch Kraft des Flüssigkeitsdurchlaufs reguliert und an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. So werden individuell gesteuerte Abfüllprozesse ermöglicht, bevor die hochempfindlichen Substanzen zum Freeze-Prozess weitergeleitet werden – und das alles mit einer einzigen Plattform.

Freeze & Thaw Plattform von SUSupport!