Vīrusu vakcīnas, kas balstās uz šūnu kultūrām – Efektīva šūnu sadalīšana ar ultraskaņas iedarbību

Bieži uzdotie jautājumi par šūnu sadalīšanu ar ultraskaņu vīrusu vakcīnu ražošanā

Kas ir šūnu sadalīšana ar ultraskaņu?

Šūnu sadalīšanā ar ultraskaņu tiek izmantota augstas intensitātes ultraskaņa, parasti diapazonā no 20 līdz 30 kHz, lai pārrautu šūnu membrānas un atbrīvotu intracelulāro materiālu. Augstas jaudas ultraskaņas viļņi šķidrumā rada kavitācijas burbuļus. Kad šie burbuļi sabrūk, tie rada intensīvas lokālas šķērsspēkas un mikrostraumes, kas mehāniski sadala šūnas un veicina masas pārnesi starp šūnas iekšieni un apkārtējo vidi. Vakcīnu ražošanā šo metodi izmanto, lai izšķīdinātu ar vīrusu inficētas šūnu kultūras un atbrīvotu intracelulārās un ar membrānu saistītās vīrusa daļiņas iegūtajā produktā.

Kāpēc vīrusu ieguvei izmantot ultraskaņas apstrādi, nevis ķīmisko vai fermentatīvo līzi?

Ultraskaņas apstrāde darbojas, izmantojot tikai mehāniskus spēkus. Nav nepieciešami ne mazgāšanas līdzekļi, ne lizozīms, ne proteīnāze K, ne citi līzes reaģenti, kas varētu izmainīt lizātu, traucēt turpmāko attīrīšanu vai kurus būtu jānoņem pirms turpmākas apstrādes. Ķīmiskajiem reaģentiem parasti nepieciešama laikietilpīga, vairāku posmu sagatavošana, lai novērstu turpmāko analīžu un citu pēcapstrādes posmu inhibīciju. Enzīmatiskā sadalīšana prasa ilgu inkubācijas laiku un bieži vien sniedz neatkārtojamus rezultātus. Ultraskaņas līze arī apvieno resuspensijas, sadalīšanas un ekstrakcijas posmus vienā nepārtrauktā darbībā. Ja jūsu procesā ir nepieciešams posms, kurā tiek izmantots detergentu vai enzīmu palīdzība, ultraskaņas apstrāde to pastiprina, nevis aizstāj: kavitācija vājinā membrānas un uzlabo visu šūnu vienmērīgu saskari ar reaģentu.

Kā ultraskaņas apstrāde atšķiras no mehāniskajām homogenizācijas metodēm?

Zondes tipa ultraskaņas iekārtas pārvada ultraskaņas enerģiju tieši un efektīvi, jo sonotrods ir tiešā saskarē ar paraugu. Mehāniski darbināmas homogenizācijas metodes bieži vien rada zemāku enerģijas pārneses efektivitāti. Ultraskaņas apstrādei nav nepieciešamas patērējamas malšanas lodītes vai rotējoši blīvējumi produktu plūsmā, nav nepieciešamas sprauslas vai kameras, kuras var aizsērēt ar viskozu šūnu masu, kā arī nenotiek savstarpēja piesārņošana starp partijām.

Vai ultraskaņas apstrāde var bojāt vīrusu vai antigēnu?

Tas ir galvenais optimizācijas uzdevums, un to var kontrolēt. Regulējot ultraskaņas apstrādes parametrus, ultraskaņas iedarbību var precīzi kontrolēt: zema amplitūda un īsa apstrādes ilgums rada ļoti maigu iedarbību, savukārt augsta amplitūda, paaugstināts spiediens un ilgāka apstrādes ilgums nodrošina intensīvu apstrādi. Tā kā intensitāti var precīzi pielāgot bioloģiskajam paraugam, tiek novērsta pārmērīga apstrāde, degradācija un ražas zudums. Praksē amplitūda, uzturēšanās laiks un ciklu skaits tiek iestatīti uz minimālo līmeni, kas nodrošina mērķa sadalīšanās ātrumu, vienlaikus nepārtraukti uzraugot temperatūru un veicot dzesēšanu.

Vai ultraskaņas apstrāde samazina ražas viskozitāti?

Jā. Blīvi ražojumi ar augstu šūnu blīvumu ir viskozi un grūti sūknējami, jo tajos atrodas atbrīvota, nefragmentēta saimniekšūnu DNS. Ultraskaņas apstrāde sagriež un sadala DNS un RNS fragmentos, kā arī padara šūnu masu šķīstošu un izjauc šūnu atlieku aglomerātus. Rezultātā rodas viendabīga, sūknējama suspensija, kas efektīvāk veicina nosēdināšanu, centrifugēšanu un hromatogrāfiju. DNS un RNS fragmentācija, izmantojot kontrolētu ultraskaņas apstrādi, ir labi iedibināta šīs pašas tehnoloģijas pielietojuma joma laboratorijās.

Vai es varu palaist procesu nepārtrauktā inline režīmā?

Jā. Hielscher ultraskaņas iekārtas ir paredzētas nepārtrauktai darbībai 24 stundas diennaktī, 7 dienas nedēļā rūpnieciskā vidē, un tās var aprīkot ar plūsmas kamerām un reaktoriem, lai nodrošinātu nepārtrauktu ultraskaņas apstrādi iekārtas plūsmā, recirkulācijas kontūriem vai integrāciju ražošanas moduļos un pārstrādes līnijās. Ir iespējama gan vienkāršā, gan daudzkārtējā apstrāde.

Kā pāriet no laboratorijas uz ražošanu?

Lineāri, pamatojoties uz izmērāmo enerģijas patēriņu. Visi ultraskaņas apstrādes rezultāti, kas iegūti, izmantojot Hielscher ultraskaņas homogenizatoru, rūpnieciskajā ražošanā var tikt lineāri palielināti līdz lielākai caurlaidspējai; ultraskaņas apstrādes parametri, kas izstrādāti, izmantojot galda ultraskaņas iekārtu, var tikt tieši pārnesti uz lielākām Hielscher sistēmām. Mēroga palielināšanas kritērijs ir īpatnējais enerģijas patēriņš uz tilpumu, kā arī amplitūda, uzturēšanās laiks un temperatūra. Hielscher procesa konsultācijas ietver ieteikumus parametru optimizācijai (amplitūda, īpatnējā enerģija E/V, uzturēšanās laiks, temperatūras un spiediena kontrole), kas saistīti ar izmērāmo enerģijas patēriņu.

Vai šūnu sadalīšana ar ultraskaņu ir piemērota ražošanai tīrās telpās un saskaņā ar GMP prasībām?

Hielscher ultraskaņas iekārtas var viegli uzstādīt tīrās telpu laboratorijās un ražošanas objektos. Korpusi ir izgatavoti no antibakteriālas plastmasas vai nerūsējošā tērauda. Visas detaļas, kas nonāk saskarē ar šķidrumu, piemēram, sonotrodi un plūsmas kameras, ir izgatavotas no titāna vai nerūsējošā tērauda un tās var sterilizēt autoklāvā. Ir pieejami speciāli plūsmas kameru reaktori, kas atbilst augstākajām CIP (tīrīšana uz vietas) un SIP (sterilizācija uz vietas) prasībām. Rūpnieciskās UIP sērijas devējam ir IP64 aizsardzības pakāpe, un to var uzstādīt sarežģītās vidēs, savukārt ģeneratoru novietot attālināti. Tā kā Hielscher ultraskaņas ģeneratori pārvērš elektrisko enerģiju mehāniskās svārstībās ar ļoti augstu efektivitāti — aptuveni 80–90 % no strāvas padeves līdz šķidrumam —, devēju var iebūvēt slēgtos korpusos bez ventilācijas atvērumiem, un nav nepieciešama piespiedu dzesēšana, piemēram, ar saspiestu gaisu vai ūdeni. Tas nozīmē arī to, ka neviens dzesēšanas līdzeklis nenonāk saskarē ar procesu. Automātiskā procesa dokumentācija nodrošina izsekojamību un reproducējamību regulētā ražošanā.

Vai ultraskaņas apstrāde var inaktivēt vīrusu arī inaktivētas vakcīnas ražošanai?

Jā. Jaudīgais ultraskaņas aparāts tiek izmantots tādu patogēnu kā baktēriju un vīrusu inaktivācijai. Izmantojot atbilstošu ultraskaņas devu un intensitāti, šūnas un mikroorganismus var apstrādāt atbilstoši procesa mērķim, tādējādi viena un tā pati platforma nodrošina gan šūnu līzi paraugu ieguvei, gan inaktivāciju. Ultraskaņas un siltuma kombinācija, kas pazīstama kā termo-ultraskaņa, nodrošina ātrāku sterilizāciju ar ievērojami samazinātu siltuma intensitāti un ilgumu, kas ir izdevīgi, lai saglabātu pret siltumu jutīgus savienojumus, piemēram, proteīnus un antigēnus. Ultraskaņas inaktivāciju parasti izmanto kopā ar jau izstrādātām ķīmiskām inaktivācijas metodēm, un katram konkrētam vīrusam ir jāapstiprina pilnīga inaktivācijas kinētika.

Vai šo pašu sistēmu var izmantot arī pēc ražas novākšanas veicamajos sagatavošanas posmos?

Jā. Šī pati platforma nodrošina antigēnu disperģēšanu suspensijās, polimēros vai liposomālās kapsulās, antigēnu un alumīnija bāzes adjuvantu, piemēram, Alhydrogel™, deaglomerāciju un vienmērīgu sadalīšanu, vakcīnu formulēšanu liposomās un cietās lipīdu nanodaļiņās ar precīzu nesēja izmēra kontroli, kā arī degazēšanas posmu pirms pildīšanas flakonos vai šļircēs.