Processos na produção de Biofármacos

Processos na produção de Biofármacos

1. Upstream

   • Crescimento microbiano ou cultivo celular
     • Produção da biomolécula alvo
       • Cultivo da célula em volumes crescentes até atingir volume de um biorreator
         • Modos de operação
           • batelada/descontínuo
             • adição de nutrientes somente no início do processo
           • batelada alimentada
             • adição de nutrientes durante o processo
           • contínuo
             • com retenção de células
               • aumenta densidade celular do sistema
                 • alta produtividade
             • sem retenção de células
             • alimentação e retirada contínua do meio cultivado
         • Classificação
           • Tanque agitado
             • Single Use
               • uso de bolsas estéreis e descartáveis
               • menor custo de aquisição e reparo
               • reduz risco de contaminação cruzada
               • mais difícil escalonamento
             • Stirred-tank
               • aço inox demanda mais cuidados com esterilização e limpeza
               • possibilitam maior escalonamento
             • promovem agitação mecânica do meio
     • banco de células mestre
       • banco de células trabalho
       • clones selecionados das células mais produtivas

2. Downstream

   • Recuperação e purificação da biomolécula alvo
     • O isolamento e purificação vão depender de:
       • características da proteína
       • sistemas de expressão
       • componentes do meio de cultivo
       • principais impurezas a serem eliminadas
       • pureza a ser alcançada
       • uso final da biomolécula
     • recuperação/isolamento primário
       • purificação intermediária
         • purificação final/polimento
           • formulação
             • envase
               • solução adequada para administração e estabilidade da macromolécula
           • elimina impurezas similares a proteína
             • cromatografia
         • elimina impurezas muito diferentes da proteína
       • obtem-se concentração elevada da proteína
     • Operações unitárias
       • Filtração
         • Centrifugação
           • Cromatografia líquida
             • separação em colunas contendo fases miscíveis, móvel e estacionária
               • exclusão molecular
                 • separação depende do peso molecular, forma e tamanho
               • troca iônica
                 • separação depende da carga molecular durante a fase estacionária
               • afinidade
                 • separação depende da interação específica entre um ligante imobilizado na fase estacionária e a biomolécula alvo
           • separação por densidade devido ação do campo gravitacional centrífugo
         • separação sólido-líquido
           • convencional
             • alimentação na direção perpendicular
               • gera resistência à filtração
               • menos eficiente
           • tangencial
             • alimentação na direção paralela
               • menor resistência à filtração
                 • mais eficiente
         • Nanofiltração
         • Diafiltração
         • Microfiltração
         • Ultrafiltração
     • Clarificação
       • produto intracelular
         • porção sólida
         • Cisalhamento
           • aplicação de força que leva ao rompimento celular sem danificar a proteína alvo
           • Remoção de debris celulares
             • Obtenção de meio íquido clarificado
       • produto extracelular
         • porção líquida

3. Desenvolvimento da linhagem celular recombinante

   • Identidade
   • Pureza
   • Estabilidade fenotípica e genotípica

4. Sistemas de expressão

   • Bactérias
     • Escherichia coli
   • Leveduras
     • Pichia pastoris
   • Plantas
     • Nicotiana benthamiana
   • Células de insetos
     • Trichoplusia ni
   • Células de mamíferos
     • HEK e CHO
   • Animais trangênicos
     • Ovelha Dolly