Charakterisierung der Produktionszelle
Konsens auf Erfahrungsbasis: • Produktion proteinogener Wirkstoffe in Fermentationsprozessen kann prinzipiell gefahrlos erfolgen
gilt auch für kontinuierliche Fermentationsprozesse
gilt für prokaryontische und eukaryontischeProduktionszellen
abnormaler Karyotyp
Unsterblichkeit
Modifikationen, die mitTumorwachstum assoziiert sind
Charakterisierung der Produktionszelle
Expressionsplasmid • Herkunft • Herstellung • strukturelle und funktionelle Besonderheiten • Transfermethode • Zustand in der Zelle (stabil ins Genom integriert oder episomal) • Anzahl der Kopien
Expressions-plasmid
Charakterisierung der Produktionszelle
Haltung, Propagierung, Lagerung • Methoden • Materialien
kontrolliertgetestetdokumentiert
.
Charakterisierung der Produktionszelle
Wachstumsrate
Morphologische Charakteristika
Zellzahl
Zeit
unterProduktionsbedingungen
Charakterisierung der Produktionszelle
Produktionszellinie
• Marker• Charakteristika
Eindeutige Identifizierungsmöglichkeit
Charakterisierung der Produktionszelle
Arbeitszellbank
Charakterisierung der Produktionszelle
Produktionszellinie
karzinogenes PotentialendogeneRetroviren
In-Prozeß-Kontrolle während der Fermentation
Kontrolle: • aller Rohmaterialien auf
• Identität• Reinheit• Freiheit von Viren, Mykoplasmen, vermehrungsfähiger Kontaminationen• biologische Aktivität
Sicherung des Produktionsstandards
In-Prozeß-Kontrolle während der Fermentation
Kontrolle: • des Fermentationsprozesses auf
• Sterilität, durch Tests auf — Bakterien — Pilze — Mykoplasmen — exogene Viren• Reproduzierbarkeit der — Fermentationszeit — Ausbeute
Reinigungsprozeß und Reproduzierbarkeitder Aufreinigung
Ziel: • Standardisierung des Aufreinigungsverfahrens
• Entfernung auch unbekannter Kontaminationen• reproduzierbare Ausbeuten
Produktsicherheit
Reinigungsprozeß und Reproduzierbarkeitder Aufreinigung
Verunreinigungen: • Moleküle aus der Produktionszelle • Moleküle aus dem Kulturmedium
Entfernung durch chromatographische Verfahren: • Ionenaustausch-Chromatographie • Gelfiltrationschromatographie • Chromatographie auf der Basis hydrophober Interaktionen • Affinitätschromatographie • Immunabsorptions-Chromatographie
Reinigungsprozeß und Reproduzierbarkeitder Aufreinigung
Verunreinigungen und Kontaminationen • Moleküle aus der Produktionszelle • Moleküle aus dem Kulturmedium
Entfernung durch chromatographische Verfahren: • Ionenaustausch-Chromatographie • Gelfiltrationschromatographie • Chromatographie auf der Basis hydrophober Interaktionen • Affinitätschromatographie • Immunabsorptions-Chromatographie
Reinigungsprozeß und Reproduzierbarkeitder AufreinigungVerunreinigungen = alle prozeßbedingten, nicht zugesetzten Substanzen
Verunreinigung TestEndotoxin LAL-Test, Kaninchen-PyrogentestWirtszell-Protein SDS-PAGE, Immuno-AssayDNA HybridisationProtein-Varianten FingerprintAggregate HPLC-Größenfraktionierung, TrübungsassayProteolytische Derivate isoelektrische Fokussierung, FingerprintAminosäuresubstitutionen Fingerprintendogene Viren Elektronen-Mikroskopie, RT-Test, Immuno-Assay
Reinigungsprozeß und Reproduzierbarkeitder AufreinigungKontaminationen = unerwünschte Substanzen, die dem Prozeß zugeführt wurden
Quelle Test
Gewebe oder Serum Proteine, Viren oder virale Proteine, Mikroorganismen oder mikrobielle ProteineZellkultur Medienbestandteile, Endotoxine, Cytokine, Viren oder virale ProteineZellkulturmedium Schwermetalle, Endotoxine, Mikroorga- nismen, kleine organische MoleküleAufreinigungsprozeß Stabilisatoren, Affinitätsliganden, Filterkomponenten, Detergenzien
Reinigungsprozeß und Reproduzierbarkeitder AufreinigungBestimmung des Abreicherungsfaktorsdurch "spiking"
aufgetragene Menge
mit dem Produkt eluierte Menge
1015
106 abgereicherte Menge = 109
Abreicherungsfaktor = 9
Reinigungsprozeß und Reproduzierbarkeitder AufreinigungModellviren und Beispiele für eine Gesamt-reduzierung im Laufe eines Reinigungsprozesses
Virus Familie Genom Hülle Gesamtreduzierung
Mäuseleukämie-Virus retro ssRNA ja > 6,3 - 1012 (MuLV) Visna etro ssRNA ja > 4,0 - 109 Vesicular stomatitis virus rhabdo ssRNA ja 3,2 - 1010 (VSV) Polio Typ Virus1 picorna ssRNA nein 4,0 - 108 Herpes simplex Virus herpes dsDNA ja > 2,0 - 109 Typ 1 (HSV) Simianvirus 40 (SV40) papova dsDNA nein 3,2 - 106
Reinigungsprozeß und Reproduzierbarkeitder AufreinigungModellviren und Beispiele für eine Gesamt-reduzierung im Laufe eines Reinigungsprozesses
Virus Familie Hülle Gesamtreduzierung
BVD Papovaviridae nein > 2,3 x 1013
PI 3 Paramyxoviridae ja 2,5 x 108
Retro Retro ja > 1,7 x 1013
Rheo 3 Rheoviridae nein 1,2 x 107
SV40 Papovaviridae nein 3,3 x 108
BVD = Bovine Virusdiarrhö-Virus PI 3_ Parainfluenza-Virus Typ 3
Biologische Aktivität und Stabilitätrekombinanter Wirkstoffe rFVIII
In vitro Charakterisierung: • geeignete Testmodelle für alle biologischen Aktivitäten des rekombinanten Wirkstoffs • Test auf Denaturierung, Proteolyse, Aggregation, Dimerisierung, Oxidation, Reduktion, Photolyse
Präklinische Studien: • Test in verschiedenen Tierspezies (Ratten, Kaninchen und Hund)
Pharmakokinetik: • Bestimmung der biologische Halbwertszeit und der Gewebe- verteilung mittels radioaktiv-markierten Wirkstoffs
Biologische Aktivität und Stabilitätrekombinanter Wirkstoffe
Klinische Studien: • Bestimmung der biologischen und immunologischen Sicherheit und der Nachweis einer ausreichenden "Efficacy"
rFVIII
"Efficacy": • Vergleich der "Efficacy" des authentischen Biomoleküls mit der des rekombinanten Wirkstoffs
Immunologische Studien: • Antikörperbildung in Tier und Mensch
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