Monitoramento em tempo real de densidade celular total e viável para pesquisa e desenvolvimento biofarmacêutico

Indústria: P&D Biofarmacêutica
Aplicação: Perfusão e produção em lote de mAb usando células CHO
Produtos Hamilton: Incyte e Dencytee

Melhora da produtividade do biorreator através da medição em tempo real

A indústria biofarmacêutica está constantemente tentando obter uma compreensão mais profunda de seus processos para melhorar a produtividade. Um bom exemplo disso são iniciativas como a Tecnologia Analítica de Processo (TAP) de 2004 da FDA.

Durante a produção de anticorpos monoclonais (mAb), o controle do biorreator ao longo de todas as fases do crescimento celular é fundamental para aumentar o rendimento. Com o tempo, esses parâmetros de controle mudaram de medições laboratoriais para medições contínuas em tempo real. A medição contínua no biorreator já é comum para variáveis ​​como pH e oxigênio dissolvido. Recentemente, parâmetros de medição mais complexos, como Densidade Celular Total (DCT) e Densidade Celular Viável (DCV), entraram no mercado. O estudo desses novos parâmetros permite monitoramento e automação adicionais, como regulação precisa da alimentação de nutrientes com base na taxa de crescimento das culturas celulares.

A Equipe de Pesquisa em Cultura Celular da Universidade de Bielefeld (Alemanha) está estudando ativamente as aplicações de novas tecnologias para a compreensão de bioprocessos. Parte de seus estudos se concentra em testar tecnologias inovadoras de sensores em tempo real.

Medição em tempo real da densidade celular total e viável

A equipe de pesquisa em cultura celular de Bielefeld começou a comparar a precisão das medições de densidade celular em tempo real com as laboratoriais. Eles conduziram experimentos de perfusão e de lote usando culturas de células para produção de anticorpos monoclonais.

O experimento envolveu um biorreator de 2L com variáveis ​​de pH e pO2 mantidas constantes ao longo das execuções. O crescimento celular foi monitorado dentro do mesmo biorreator usando dois sensores de densidade celular diferentes em paralelo (Fig. 1 e 2).

Um sensor Incyte foi usado para medir células viáveis ​​com base na permissividade. A densidade celular total também foi medida usando um sensor Dencytee: o parâmetro foi determinado por uma medição óptica de turbidez no comprimento de onda de 880 nm.

Ao longo de cada experimento, medições de cultura celular laboratoriais foram feitas diariamente para fornecer dados de comparação.

Resultados

Boa correlação entre medições em tempo real e dados obtidos do sensor Incyte e Dencytee foi observada na fase de crescimento para todos os experimentos. A medição viável da densidade celular do sensor Incyte destacou maior precisão na fase log. Na cultura de células de perfusão, a correlação entre medições em tempo real e as laboratoriais foi realizada também para a fase de morte.

Medindo tanto o DCT quanto o DVC em paralelo, foi possível verificar que as condições do bioprocesso foram ideais: o sinal de densidade celular viável estava muito próximo do sinal de densidade celular total.

Os resultados dos três experimentos são apresentados nos gráficos (figuras 3 e 4). As linhas verdes e azuis contínuas representam a medição contínua de DCV e DCT com sensores em tempo real. Os pontos vermelhos discretos representam a medição diária com o método de referência laboratorial. Em ordem para facilitar a comparação de desempenho, os dados brutos do DCT foram escalados para os do DCV.

Os experimentos demonstraram:

• O verdadeiro potencial da medição de densidade celular em tempo real. Em comparação com o método de referência laboratorial, o Incyte e o Dencytee permitem uma medição contínua e precisa da densidade celular, fornecendo informações instantâneas sobre o estado da cultura celular.
• O potencial para dados de processo ricos e em tempo real através da medição paralela dos sinais DCT e DCV e comparação entre si.
• A capacidade de fornecer medições confiáveis ​​e estáveis ​​independentemente da configuração do processo. Tanto para processos em lote mais curtos como para processos de perfusão de longa duração, os desempenhos são os mesmos.

Os resultados provam que o Incyte e o Dencytee são ferramentas confiáveis ​​para fornecer dados de medição valiosos tanto para bioprocessos de P&D quanto para ferramentas TAP em produção.

Benefícios da medição de densidade celular Incyte e Dencytee
Medição contínua e precisa do crescimento celular, permitindo controle em tempo real
Melhor percepção sobre a saúde celular com base na medição paralela de DCT e DCV
Medições confiáveis ​​e estáveis ​​para fermentações contínuas e duradouras

 

 

 

Autores
Dr. Heino Büntemeyer, Anica Schmidt
Zellkulturtechnik, Technische Fakultät, Universität Bielefeld
Universitätsstr. 25
33615 Bielefeld, Alemanha
www.cellculturetechnology.de