פתרונות אולטראסוניים לשיפור ייצור החיסונים

• סוניקציה משמשת בשלבים שונים של הכנת חיסונים: לליזה של תאים, להומוגניזציה של תרחיפים של תאים, לעידוד צמיחת תאים, לאנקפסולציה, לקשירת חלבונים אדג'ובנטיים ועוד.
• הסוניקטורים של Hielscher משמשים בייצור האנטיגן, אנקפסולציה וניסוח, כמו גם בשלב degassing לפני מילוי החיסון לתוך בקבוקונים או מזרקים.
• Hielscher Ultrasonics הוא השותף המנוסה שלך במשך זמן רב עבור מערכות קוליות אמין בתעשיית הפארמה. גלה באילו שלבי תהליך של ייצור חיסונים יכול לשפר את הייצור שלך!

ייצור חיסונים

אולטרה-סוניקציה יכולה להועיל בשלבים שונים של ייצור החיסון. כדי לייצר חיסון, הצעד הראשון הוא להכין את האנטיגן עצמו. בהתאם לסוג הפתוגן, המטוד של ייצור האנטיגן שונה: בעוד נגיפים גדלים על תאים ראשוניים כגון ביצי תרנגולת (למשל עבור שפעת) או על קווי תאים רציפים כגון תאים אנושיים בתרבית (למשל עבור הפטיטיס A), חיידקים גדלים בביוריאקטורים (למשל המופילוס אינפלואנזה סוג b). חלבונים רקומביננטיים, שמקורם בנגיפים או חיידקים, יכולים לגדול גם בשמרים, חיידקים או תרביות תאים. כאשר האנטיגן מיוצר, הוא חייב להשתחרר מן התאים שבהם הוא גדל.
ייתכן שיהיה צורך להשבית וירוס, אולי ללא צורך בטיהור נוסף. חלבונים רקומביננטיים זקוקים לפעולות רבות הכוללות אולטרה-סינון וכרומטוגרפיית עמודות. בהתאם לנוסחת החיסון, מוסיפים אדג'ובנט, חומרים מייצבים וחומרים משמרים. אדג'ובנטים מגבירים את התגובה החיסונית של האנטיגן, מייצבים וחומרים משמרים מאריכים את חיי המדף.
במהלך ייצור החיסון ניתן ליישם סוניקציה בשלבים שונים. כשיטת עיבוד לא תרמית, השפלת חום של חומר יקר נמנעת. מצא להלן את היישומים הנפוצים ביותר שבהם אולטרסאונד משפר את ייצור החיסונים:

פיזור אנטיגנים

אנטיגנים כגון מקטע תא או אנטיגנים חלבוניים חייבים להיות מפוזרים באופן הומוגני לתרחיף, פולימר או אנקפסולציה ליפוזומלית על מנת לקבל נוסחת חיסון יציבה. סוניקציה הוכחה לטווח ארוך כמכינה פיזורים עדינים בייצור מוצרים פרמצבטיים ולכן היא טכניקה מבוססת בייצור החיסונים המודרני.
אדג'ובנטים מבוססי אלומיניום, המורכבים מחלקיקים ראשוניים קטנים מאוד, הם סוג נפוץ של אדג'ובנט, שניתן לצבור בקלות ליחידה מתפקדת בפורמולציות חיסונים. על מנת לשלב אדג'ובנטים עם אנטיגנים, נדרשת פיזור אחיד של האנטיגן בכל החיסון המכיל אלומיניום. פיזור קולי מכין פיזור הומוגני של אנטיגנים ואדג'ובנטים (למשל אלהידרוג'ל™).

ליזה של תאים & חילוץ

האנטיגנים המיוצרים ממיקרואורגניזמים חייבים להשתחרר מהתא המיקרוביאלי. סוניקציה היא טכנולוגיה מוכחת של ליזה תאים ומיצוי. על ידי התאמה של פרמטרי הסוניקציה, תאים יכולים להיות מחוררים או משובשים כך שהאנטיגנים הממוקדים הופכים זמינים וניתן לבודד אותם.

השבתה של פתוגנים

אולטרסאונד כוח מוחל כדי לשבש ולהרוג מיקרואורגניזמים כגון חיידקים ווירוסים. לדוגמה, השבתה קולית של E. coli ואחריה הקרנה הוכחה כטכניקה החזקה ביותר להכנת חיסון קוליבצילוזיס יעיל. [מלמד ואח' 1991]
טכניקות נפוצות לנטרול מיקרוביאלי הן פסטור תרמי ועיקור, המבוססות על חשיפה ממושכת לטמפרטורות גבוהות ולעתים קרובות מובילות להידרדרות תרמית של תכונות פונקציונליות. טיפול משולב של סוניקציה וחום (תרמו-סוניקציה) יכול להאיץ את קצב העיקור; מכיוון שהעוצמה ומשך הזמן התרמיים מופחתים באופן משמעותי, פירוק תרמי של תרכובות רגישות לחום (למשל חלבונים, אנטיגנים). עיקור ופסטור אולטראסוניים הם חסכוניים, חסכוניים באנרגיה וידידותיים לסביבה.

אמולסיות & השעיות

נוסחאות החיסון עשויות להכיל תערובות שומנים במים. מכיוון שלא ניתן להפריך פורמולציות של שומני מים, יש להכין תחליב בגודל עדין על ידי התגברות על הטיפות’ מתח פני השטח או שימוש בסורפקטנט. תחליב קולי הוא טכניקה מבוססת היטב לנסח ננו-אמולסיות / מיני תחליבים, תחליבים כפולים, ו אמולסיות פיקרינג. לדוגמה, ליפופפטידים בלתי מסיסים במים יכולים להיות מרחפים באולטרסאונד עם אנטיגן ביחס של 1:1 (w/w) בתמיסה מימית.
יתר על כן, סוניקציה מוחלת על מנת להפחית את צברי התאים ולהפיץ את התא המפוזר באופן שווה בהשעיה.

אדג'ובנטים וחומרים משמרים

חיסונים מכילים בדרך כלל אדג'ובנט אחד או יותר, המשמש להגברת התגובה החיסונית. על ידי ultrasonication, microfibers adjuvant הם detangled ו מפוזרים הומוגנית, כך חלבון מחייב על פני השטח משופרת. מערכות אדג'ובנטיות מבוססות תחליב נמצאות בשימוש נרחב בפיתוח וניסוח חיסונים. מערכות אדג'ובנטיות מבוססות תחליב כאלה יכולות להיות מנוסחות באמצעות סוגי תחליב שונים כגון שמן במים (o/w), מים בשמן (w/o), מים בשמן במים (w/o/w), או תחליבים מיוצבים חלבון.
יתר על כן, חומרים משמרים מתווספים כדי למנוע זיהום החיסון עם חיידקים או פטריות. ניתן להשתמש בחומרים משמרים בשלבים שונים של ייצור חיסונים.
השימוש בהומוגנייזרים על-קוליים מקדם ערבוב ופיזור אחידים ועדינים יותר ובכך מהווה כלי אמין לייצור חיסונים יעיל יותר.

ניסוח & אנקפסולציה ליפוזומלית

חיסונים עטופים בליפוזומים יכולים להינתן דרך הפה, דרך האף, תוך שרירית, תת עורית והם שיטת מתן חיסונים מועילה ואדג'ובנט, אשר יכולה לשפר את המסירה הממוקדת ולהפחית את הרעילות של האנטיגנים הכלואים. סוניקציה היא טכניקה אמינה לתמצת תרכובות פעילות לתוך ניסוחים ליפוזומליים. קרא כאן עוד על נוסחה קולית של ליפוזומים!
דור למשל, על מנת לגבש חיסון וטרינרי נגד מחלת ניוקאסל, Zhao et al. (2011) הכינו שלפוחיות חד למלריות קטנות (SUV) פוספטידילכולין/כולסטרול תחת סוניקציה. החיסון בעטוף אולטרה-סאונד הראה תגובה חיסונית משופרת, רמות גבוהות יותר של נוגדני IgG ו-IgM, כמו גם התפשטות תאי T ותאי B.

פירוק גזים של השעיות פרמצבטיות

במהלך ייצור חיסונים ותרופות ולפני האריזה, חיסונים ונוזלים כגון תרחיפים, תמיסות, תחליבים ופורמולציות סופיות חייבים להיות degassed. במהלך שלב deagassing / de-aeration בועות גז (למשל חמצן, פחמן דו חמצני, אשר כלואים בנוזל, מוסרים. גלים על-קוליים מקדמים התלכדות של בועות גז הכלואות בנוזלים. לבועות המאוחדות יש ציפה גבוהה יותר והן עולות אל פני השטח הנוזליים. הסרת בועות גז ניתן לשפר כאשר ואקום קל מוחל על כלי סוניקציה. הסרת גזים בסיוע אולטרה-סאונד היא טכניקת אוורור קלה ומהירה של מתלים מימיים.

גדילת תאים מוגברת

תסיסה קולית במהלך החיסון (תהליך החדרת מיקרואורגניזמים למדיום תרבית) יכולה להגביר את הצמיחה של תרביות תאים. עוצמת הסוניקציה, הטמפרטורה וזמן השמירה בביוריאקטורים קוליים Hielscher יכול להיות מוסדר בדיוק לגבי סוג התא ודרישותיו.
לדוגמה, סוניקציה קלה יכולה להיות מיושמת כדי להגביר את ספיגת הגלוקוז של תאים ובכך לקדם את הצמיחה של תרביות תאים ותרחיפים. אולטרסאונד ידוע כמגביר את חדירות התאים, אשר, בתורו, יכול לשפר את חילופי החומרים המזינים / פסולת ובכך להוביל לייצור חיסונים משופר. בכך ניתן לקצר את זמן ייצור החיסון ו/או להגדיל את תפוקת החלבונים המשמשים כחיסונים.

Hielscher Ultrasonics פארמה-כורים

Hielscher Ultrasonics מתמחה בייצור של מערכות קוליות כוח גבוה ו sono-bioreactors ליישום R&D וייצור תעשייתי של תרופות (למשל; חיסונים, ממשקי API).
סוניקציה יכולה להיות מיושמת על כלי שיט פתוחים, כורים סגורים וכורים זורמים רציפים. כל חלקי המערכות העל-קוליות, אשר באים במגע עם המדיום הנוזלי, עשויים מנירוסטה, טיטניום או זכוכית. חלקים הניתנים להרכבה ואביזרים סניטריים מבטיחים ייצור של ברמת פארמה מוצרים.
תוכנה חכמה מתעדת את הפרמטרים של תהליך הסוניקציה באופן אוטומטי בכרטיס זיכרון SD משולב. הבקרה המדויקת של כל פרמטרי הסוניקציה מבטיחה שחזור ואמינות של תוצאת התהליך.

סטנדרטיזציה של הייצור.
Hielscher Ultrasonics מעבדים קוליים תעשייתיים הם אמינים מאוד וניתן לשלוט במדויק. כל האולטרסאונד התעשייתי יכול להתאים כדי לספק את הטווח המלא ממשרעת נמוכה עד גבוהה מאוד. אמפליטודות של עד 200μm ניתנות להפעלה רציפה בקלות בפעולה 24/7. עבור אמפליטודות גבוהות עוד יותר, sonotrodes קולי מותאם אישית זמינים. החוסן של הסוניקטורים של Hielscher מאפשר פעולה 24/7 תחת חובה כבדה ובסביבות תובעניות.