Вирусне вакцине на бази ћелијских култура – Ефикасно разарање ћелија ултразвуком

Често постављана питања о ултразвучном разбијању ћелија за производњу вакцина заснованих на вирусима

Шта је ултразвучна дисрупција ћелија?

Ултразвучна дисрупција ћелија користи ултразвук високог интензитета, обично у распону од 20 до 30 kHz, за разбијање ћелијских мембрана и ослобађање унутрашњег материјала. Ултразвучни таласи високе снаге стварају кавитационе мехуриће у течности. Када се ти мехурићи уруше, они генеришу интензивне локалне сечуће снаге и микропроток који механички реметирају ћелије и подстичу масовни пренос између унутрашњости ћелије и околног медијума. У производњи вакцина, ово се користи за лизу ћелијских култура инфицираних вирусом и за ослобађање унутрашњих и мембрано-повезаних вирусних честица у бербу.

Зашто користити соникацију уместо хемијске или ензимске лизе за бербу вируса?

Соникација ради са чисто механичким силама. Нису потребни детерџенти, лизозим, протеиназа К или други реагенси за лизу који би могли да промене лизат, ометају даље пречишћавање или их треба уклонити пре даље обраде. Хемијски реагенси обично захтевају дуготрајну припрему у више корака да би се спречила инхибиција наредних тестова и других корака пост-процесирања. Ензимски поремећај захтева дуго време инкубације и често даје резултате који се не могу поновити. Ултразвучна лиза такође преклапа кораке ресуспендовања, прекида и екстракције у једну континуирану операцију. Тамо где је ваш процес потребан корак уз помоћ детерџента или ензима, ултразвук га интензивира пре него што га замењује: кавитација слаби мембране и побољшава равномерно излагање свих ћелија реагенсу.

Како се соникација упоређује са методама механичког хомогенизовања?

Сонкатори типа сондa преносе ултразвучну енергију директно и ефикасно, јер је сонотрода у директном контакту са узорком. Механички индуковање хомогенизације често резултује нижом ефикасношћу преноса енергије. Ултразвучна обрада не захтева потрошни материјал као што су зрнца за млевење или ротирајућа заптивања у току производног тока, нема млазница или комора које се могу зачепити вискозном ћелијском масом, и нема унакрсне контаминације између серија.

Да ли соникација може оштетити вирус или антиген?

Ово је кључни задатак оптимизације и може се контролисати. Подешавањем параметара ултразвучне обраде, ефекти ултразвучности могу се прецизно контролисати: ниска амплитуда и кратка ултразвучност имају веома меке ефекте, док високе амплитуде, повишен притисак и дуже трајање ултразвука резултирају интензивном обрадом. Пошто се интензитет може подесити тачно на биолошки узорак, избегавају се прекомерна обрада, деградација и губитак приноса. У пракси, амплитуда, време боравка и број пролаза су постављени на минимум који постиже циљну стопу поремећаја, уз континуирано праћење температуре и хлађење.

Да ли ултразвучни третман смањује вискозност жетве?

Да. Густи усеви са високим бројем ћелија су вискозни и тешко се пумпају због ослобођене, нефрагментарне ДНК домаћина. Ултразвучна обрада кida и фрагментира ДНК и РНК, растворљиво распушта ћелијску масу и раздваја ћелијски отпад. Резултат је хомогена, пумпабилна суспензија која ефикасније храни процесе прочишћавања, центрифугирања и хроматографије. Фрагментација ДНК и РНК контролисаном соникацијом је добро утврђена лабораторијска примена исте технологије.

Могу ли да покренем процес у континуираном инлајн режиму?

Да. Hielscher соникатори су дизајнирани за 24/7 континуиран рад у индустријским окружењима и могу се конфигурисати са проточним ћелијама и реакторима за континуирану inline соникацију, петље за рециклажу или интеграцију у производне скиде и производне линије. Једнократни и вишекратни пролаз су оба могућа.

Како прелазим са лабораторије на производњу?

Линеарно, на основу мерљивог уноса енергије. Сви резултати соникације добијени са Хиелсцхер ултразвучним хомогенизатором могу се линеарно повећати на већу пропусност у индустријској производњи; параметри соникације развијени помоћу стоног соникатора могу се пренети директно на веће Хиелсцхер системе. Критеријум повећања је специфичан унос енергије по запремини, заједно са амплитудом, временом задржавања и температуром. Хиелсцхер процесно консултовање укључује препоруке за оптимизацију параметара (амплитуда, специфична енергија Е/В, време задржавања, контрола температуре и притиска) везане за мерљив унос енергије.

Да ли је ултразвучно оштећење ћелија погодно за производњу у чистим просторијама и ГМП стилу?

Хиелсцхер ултрасоникатори се могу лако инсталирати у чистим лабораторијама и производним објектима. Кућишта су направљена од антибактеријске пластике или нерђајућег челика. Сви влажни делови, као што су сонотроде и проточне ћелије, направљени су од титанијума или нерђајућег челика и могу се аутоклавирати. Доступни су специјални реактори са проточним ћелијама који испуњавају напредне захтеве ЦИП (чишћење на месту) и СИП (стерилизација на месту). Претварач индустријске УИП серије има ИП64 и може се инсталирати у захтевним окружењима док се генератор поставља на даљину. Пошто Хиелсцхер соникатори претварају електричну енергију у механичку осцилацију са веома високом ефикасношћу од приближно 80–90% из утикача за напајање у течност, претварач се може уградити у затворена кућишта без отвора и није потребно присилно хлађење као што је компримовани ваздух или вода. То такође значи да ниједан расхладни медиј не долази у контакт са процесом. Аутоматска документација процеса подржава следљивост и поновљивост у регулисаној производњи.

Може ли соникација такође инактивирати вирус за инактивирану вакцину?

Да. Снажни ултразвук налази примену у инактивацији патогена као што су бактерије и вируси. Уз одговарајућу дозу и интензитет соникације, ћелије и микроби се могу третирати у складу са циљем процеса, тако да иста платформа служи за лизу за жетву и инактивацију. Комбинација соникације и топлоте, позната као термо-соника, нуди бржу стопу стерилизације са значајно смањеним топлотним интензитетом и трајањем, што је корисно за очување једињења осетљивих на топлоту као што су протеини и антигени. Ултразвучна инактивација се генерално користи у комбинацији са утврђеном хемијом инактивације, а потпуна кинетика инактивације мора бити валидирана за сваки специфични вирус.

Да ли исти систем може да се користи за кораке формулације након жетве?

Да. Иста платформа обавља распршивање антигена у суспензије, полимере или липосомске инкапсулације, деагломерацију и равномерну дистрибуцију антигена и адјуванаса на бази алуминијума као што је Alhydrogel™, формулацију вакцине у липосоме и чврсте липидне наночестице са прецизном контролом величине носача, и корак дегасирања пре пуњења у бочице или шприцеве.