La modulación de sales y los medios CHO optimizados destacan en estudios de bioprocesamiento de anticuerpos

Los productos basados en anticuerpos constituyen la clase más numerosa de terapias con proteínas recombinantes, y los tratamientos con anticuerpos se aplican en oncología, inmunología, hematología y enfermedades infecciosas. A finales de 2023, más de 170 productos de anticuerpos habían recibido aprobación comercial en todo el mundo. Dos estudios examinan estrategias para mejorar la fabricación de anticuerpos: uno se centra en optimizar los medios de cultivo celular para células de ovario de hámster chino (CHO) con el fin de aumentar la productividad en modo fed-batch, y el otro investiga el uso de sales para mejorar la filtración de las mezclas de anticuerpos.

En el procesamiento upstream, la mayoría de las terapias con proteínas recombinantes se producen en cultivos de células de mamífero, siendo las células CHO la plataforma de producción dominante. Las moléculas de inmunoglobulina G (IgG) monoespecíficas representan alrededor del 74% de todos los anticuerpos terapéuticos aprobados. Los títulos típicos de expresión de anticuerpos monoclonales (mAb) a finales de los años 1990 solían ser de 1–2 g/L o menos, mientras que hoy en día son habituales títulos de 5–8 g/L. La optimización de los medios de cultivo celular y de la alimentación sigue siendo una de las estrategias más significativas y escalables para mejorar la eficiencia del procesamiento upstream.

En una demostración del rendimiento de los medios OPM-CHO, se cultivaron células hospedadoras CHOZN GS–/– modificadas para la expresión estable de un mAb biosimilar IgG4 conocido en matraces de agitación en modo fed-batch. Las células se inocularon a 1,0 × 10^6 células/mL en medio basal, manteniendo la glucosa en concentraciones >1 g/L. Las combinaciones de medios y alimentaciones OPM favorecieron perfiles de crecimiento y densidades máximas de células viables (VCD) superiores a los de dos productos competidores globales, manteniendo al mismo tiempo viabilidades celulares similares o mejores. Con la extensión del proceso hasta el día 16, las viabilidades celulares de OPM 1-2, 2-1 y 2-2 se mantuvieron cerca o por encima del 90%. Las mediciones finales de título en el día 16 demostraron un rendimiento superior de los productos OPM, con un aumento >40% en la productividad volumétrica. La caracterización analítica del producto purificado del grupo OPM 1-1 reveló una fragmentación y agregación limitadas del producto y una distribución de variantes de carga similar a la de la molécula de referencia.

En el procesamiento downstream, la filtración se utiliza con frecuencia durante los procesos de cosecha de anticuerpos y los pasos de pulido intermedios, y el ensuciamiento temprano de los filtros puede aumentar el tiempo total de procesamiento y reducir el rendimiento. Los mecanismos de ensuciamiento incluyen la constricción de poros, el bloqueo de poros y la formación de torta, impulsados por agregados de proteínas, interacciones proteína–proteína y/o interacciones proteína–impureza. Una estrategia para mitigar el ensuciamiento de la membrana consiste en diluir el material de carga del filtro, pero ese enfoque puede estar limitado por restricciones de adecuación a las instalaciones. Trabajos anteriores han demostrado que aumentar la fuerza iónica de los fluidos de proceso puede reducir las interacciones proteína–proteína que surgen de interacciones electrostáticas tanto a concentraciones altas como bajas de proteína. Las sales proporcionan un blindaje de carga e interrumpen las interacciones proteína–proteína. En los procesos de ultrafiltración/diafiltración, el aumento de la fuerza iónica en un tampón de diafiltración reduce la viscosidad de la solución y, por tanto, mejora la presión del proceso y la capacidad de alcanzar concentraciones elevadas. Se ha demostrado que tanto la arginina como el cloruro de sodio reducen la viscosidad de las soluciones de proteínas a pH 7,5 y pH 5,0.

Para evaluar si el aumento de la fuerza iónica mediante la adición de diferentes sales podría mejorar la filtración de las mezclas de anticuerpos a través de un filtro de membrana intermedio, un estudio utilizó dos moléculas de inmunoglobulina G1 (IgG1): un anticuerpo convencional (Ab1) con un punto isoeléctrico (pI) de 7,4 y un anticuerpo multiespecífico (Ab2) con un pI de 8,4. Cada sal se añadió a un tampón de elución de proteína A a base de glicina, y el eluido agrupado se ajustó a pH 3,4 y se mantuvo durante dos horas, replicando un paso de inactivación viral a pH bajo. En la concentración más alta de aditivo salino, la mezcla de eluido previamente titulada presentó un pH ligeramente más bajo (4,0) que las demás mezclas de eluido (4,3), lo que produjo una variación de ≈1% v/v en la cantidad de titulante de pH bajo utilizado.