Por qué la flexibilidad de doble uso es un elemento de diseño fundamental en los biorreactores actuales
¿Hacia qué objetivos deben estar orientados los biorreactores para fabricación a pequeña escala para cerrar la brecha entre I+D y GMP?
Los biorreactores actuales eliminan las barreras anticuadas mediante una transferencia de tecnología sin interrupciones, desde la investigación hasta la fabricación inicial. Utilizan un diseño modular que mantiene los mismos parámetros y controles tanto en I+D como en entornos GMP. Esto garantiza unas condiciones idénticas de cultivo celular, desde pequeñas hasta grandes series de producción. Esta modularidad reduce el tiempo necesario para la validación de los sistemas en un 40-60 % en comparación con los métodos tradicionales y evita los ciclos costosos y largos que retrasan la presentación de una solicitud IND.
Beneficios:
Agilidad: La modularidad ofrece una gran variedad de diseños experimentales con un hardware mínimo
Cumplimiento normativo: Cumple con el título 21 del CFR, parte 11, mediante firmas electrónicas y registros de auditoría
Escalado hacia abajo: Los sistemas más pequeños utilizan la misma transferencia de masa y fluidos que los sistemas más grandes
Este sistema funciona mejor y permite un avance más rápido en el desarrollo.
El impacto de los biorreactores de un solo uso en la fabricación y en el desarrollo de procesos
Los biorreactores de un solo uso utilizan una vía de flujo desechable y componentes esterilizados. Esto acelera los procesos al eliminar la validación de limpieza y reducir drásticamente la contaminación cruzada y el cambio de producto. Emplean una tecnología de película que mantiene un perfil constante de mezcla y una transferencia de oxígeno estable, logrando una viabilidad celular superior al 95 % en un rango de 2 a 2000 L.
Impacto de los beneficios en I+D Impacto en fabricación
Riesgo de contaminación Riesgo prácticamente nulo de contaminación cruzada Sin necesidad de validación de limpieza
Velocidad Lotes un 70 % más rápidos Cambio instantáneo de producto
Coste Costes iniciales un 85 % inferiores Ahorros en la adecuación de instalaciones de 740 000 USD (Instituto Ponemon)
Estos sistemas son fundamentales para acelerar el desarrollo de productos biotecnológicos en empresas biofarmacéuticas ágiles de etapa temprana que desarrollan múltiples productos.
Escalado controlado de biorreactores y transferencia de procesos
¿Qué se requiere en los modelos de reducción de escala de ingeniería, como el ambr250, para predecir el rendimiento de biorreactores a escala completa?
Un biorreactor de reducción de escala de ingeniería preciso, como el ambr250, es capaz de replicar los fenómenos de transporte de fluidos y de masa de biorreactores de mayor escala. Trabajando dentro de las limitaciones de la ingeniería de procesos biotecnológicos, el reto para los ingenieros consiste en determinar las condiciones operativas óptimas para biorreactores a gran escala mediante la replicación de parámetros críticos de escalado, como la mezcla y la transferencia de masa, utilizando una pequeña cantidad de biomasa. Parámetros como la temperatura, el pH y el oxígeno disuelto normalmente no varían durante las operaciones de procesos biotecnológicos. Mediante la investigación de procesos biotecnológicos de alto rendimiento, los ingenieros pueden ensayar un gran número de condiciones y generar modelos predictivos del rendimiento del biorreactor para volúmenes de biorreactores grandes, de hasta 2.000 L o incluso 10.000 L. Este método, que aprovecha la investigación disponible en procesos biotecnológicos, resulta valioso para reducir los riesgos potenciales asociados al escalado de biorreactores y para acortar el tiempo necesario para alcanzar la fabricación biotecnológica conforme a las Buenas Prácticas de Manufactura.
Demostrando la transferibilidad de los procesos de biorreactor desde el laboratorio hasta la escala clínica y comercial
Transferir un proceso de una escala a otra requiere un enfoque riguroso de ingeniería investigativa iterativa para demostrar el control y la consistencia de los atributos críticos de calidad, como el título, la glucosilación y las impurezas, en cada escala. La validación comienza con una evaluación de riesgos de las diferencias en los equipos (por ejemplo, difusores, turbinas) y la ingeniería investigativa en varias escalas intermedias para optimizar el control de la alimentación y la perfusión. Se utiliza un protocolo de transferencia de tecnología para alinear a las entidades remitente y receptora respecto a la toma de muestras, las técnicas analíticas aceptadas y los criterios de aceptación establecidos. Cuando la transferencia de tecnología se lleva a cabo de forma escalonada, el proceso permanece consistente y se minimizan la variabilidad y la carga regulatoria. Esto garantiza que los productos terapéuticos sean idénticos
Beneficios y costos de la integración estratégica
Reducción del esfuerzo de validación, transferencia sofisticada de tecnología y mejor control de contaminantes
Una estrategia de integración de plataformas de biorreactores, con los mismos sistemas de biorreactores en la investigación y desarrollo (I+D) y en la producción GMP a pequeña escala por lotes, minimiza el esfuerzo de validación de los sistemas. Los mismos protocolos de limpieza y la misma lógica de control no necesitan validarse para cada paso del proceso. Asimismo, la integración de sistemas de biorreactores de un solo uso, fabricados y empaquetados como un conjunto de componentes de biorreactor listos para usar, contribuye también a mitigar el riesgo de contaminación. Además, al eliminarse los ciclos de limpieza, la ausencia de validación de la limpieza en su lugar (CIP) conlleva un esfuerzo de validación idéntico. Esto resulta especialmente útil para empresas emergentes y empresas de servicios contractuales que deben fabricar y entregar productos clínicos en el menor plazo posible, manteniendo al mismo tiempo el cumplimiento de los requisitos reglamentarios.
Reducción del costo de propiedad: costo de capital, consumibles y costo de formación, así como reducción del espacio requerido para la fabricación
En un proceso de biorfabricación, la integración de sistemas de biorreactores de un solo uso en la investigación y desarrollo (I+D) de una empresa y en su producción GMP a pequeña escala genera sistemáticamente una evaluación favorable. El costo del capital disminuye. No hay fermentadores de acero inoxidable, sistemas de esterilización por vapor ni sistemas de limpieza y esterilización en lugar (CIP/SIP). Aunque los consumibles patentados representan un costo recurrente, compensan los gastos de mano de obra, agua y energía, así como el esfuerzo de validación y la superficie ocupada por la instalación. La estandarización mejora la formación y la eficiencia operativa, y permite flexibilidad en la estructura organizacional y en los equipos de trabajo. Para una instalación que fabrica múltiples productos o medicamentos biotecnológicos a distintas escalas, el costo total de propiedad se reduce significativamente sin comprometer la integridad del proceso de fabricación ni hacer que dicho proceso incumpla la normativa regulatoria.
Las preguntas frecuentes (FAQ)
¿Cuáles son los beneficios de los sistemas de biorreactores en comparación con sus predecesores para las etapas de I+D y producción bajo normas GMP?
La nueva generación de biorreactores está diseñada para permitir la transferencia continua de tecnologías, la coherencia en los parámetros operativos y la reducción del tiempo y el esfuerzo necesarios para la validación.
¿Cómo mejoran los biorreactores de un solo uso la eficiencia de las operaciones?
Los sistemas de biorreactores de un solo uso eliminan el riesgo de contaminación cruzada y el pre-
P: ¿Por qué resulta útil adoptar modelos a escala reducida en el procesamiento biotecnológico?
R: Los modelos a escala reducida se utilizan para estimar los parámetros a escala de producción limitando al mismo tiempo la cantidad de material empleado. Esto conduce, en última instancia, a estimaciones correctas y a una escalación más rápida hacia la fabricación bajo normas GMP.
P: ¿De qué manera contribuye una estrategia basada en biorreactores unificados a reducir los costes?
A: Las plataformas unificadas de biorreactores mantienen bajos los costos en varios ámbitos, como la adquisición de equipos, mano de obra, formación, energía, agua y validación, cumpliendo al mismo tiempo de forma constante los estándares reglamentarios exigidos.
P: ¿Cómo puede lograrse con éxito la transferencia de un proceso en biorreactor?
A: Para lograr resultados exitosos y predecibles en una amplia gama de procesos, sin necesidad de autorizaciones regulatorias adicionales, es fundamental llevar a cabo estudios rigurosos de comparabilidad y evaluaciones de riesgo, así como alcanzar un acuerdo con todas las partes interesadas sobre los métodos analíticos específicos que se utilizarán.