Estudos de bioprocessamento de anticorpos destacam modulação de sal e meios CHO otimizados

Os produtos baseados em anticorpos são a maior classe de terapêuticos de proteínas recombinantes, e os anticorpos terapêuticos são aplicados em oncologia, imunologia, hematologia e doenças infecciosas. Até o final de 2023, mais de 170 produtos de anticorpos receberam aprovação comercial globalmente. Dois estudos examinam estratégias para melhorar a fabricação de anticorpos: um foca na otimização de meios de cultura celular para células de ovário de hamster chinês (CHO) para aumentar a produtividade em fed-batch, e o outro investiga o uso de sais para melhorar a filtrabilidade de pools de anticorpos.

Para processamento upstream, a maioria dos terapêuticos de proteínas recombinantes é produzida em cultura de células de mamíferos, sendo as células CHO a plataforma de produção dominante. Moléculas de imunoglobulina G (IgG) monoespecíficas representam cerca de 74% de todos os anticorpos terapêuticos aprovados. Os títulos típicos de expressão de mAb no final dos anos 1990 eram frequentemente de 1–2 g/L ou menos, enquanto títulos de 5–8 g/L são rotineiros hoje. A otimização de meios de cultura celular e de alimentação continua sendo uma das abordagens mais significativas e escaláveis para melhorar a eficiência do processo upstream.

Em uma demonstração do desempenho dos meios OPM-CHO, células hospedeiras CHOZN GS–/– projetadas para expressão estável de um mAb biossimilar IgG4 conhecido foram cultivadas em frascos agitados em fed-batch. As células foram inoculadas a 1,0 × 10^6 células/mL em meio basal, com glicose mantida em concentrações >1 g/L. Combinações de meios e alimentações OPM suportaram perfis de crescimento mais altos e picos de densidade de células viáveis (VCDs) do que dois produtos concorrentes globais, mantendo viabilidades celulares semelhantes ou melhores. Com a extensão do processo até o dia 16, as viabilidades celulares de OPM 1-2, 2-1 e 2-2 permaneceram próximas ou >90%. Medições de título final no dia 16 demonstraram desempenho superior dos produtos OPM, com aumento >40% na produtividade volumétrica. A caracterização analítica do produto purificado do grupo OPM 1-1 revelou fragmentação e agregação limitadas do produto e distribuição de variantes de carga semelhante à da molécula de referência.

Para processamento downstream, a filtração é frequentemente usada durante os processos de colheita de anticorpos e etapas de polimento intermediário, e o entupimento precoce dos filtros pode levar ao aumento do tempo total de processamento e à redução do rendimento. Os mecanismos de entupimento incluem constrição de poros, bloqueio de poros e formação de torta, impulsionados por agregados de proteínas, interações proteína-proteína e/ou interações proteína-impureza. Uma estratégia para mitigar o entupimento da membrana envolve diluir o material de carga do filtro, mas essa abordagem pode ser limitada por restrições de adequação às instalações. Trabalhos anteriores demonstraram que aumentar a força iônica dos fluidos de processo pode reduzir as interações proteína-proteína que surgem de interações eletrostáticas em concentrações proteicas altas e baixas. Os sais fornecem blindagem de carga e interrompem as interações proteína-proteína. Em processos de ultrafiltração/diafiltração, aumentar a força iônica em um tampão de diafiltração reduz a viscosidade da solução e, portanto, melhora a pressão do processo e a capacidade de atingir altas concentrações. Tanto a arginina quanto o cloreto de sódio demonstraram reduzir a viscosidade de soluções proteicas em pH 7,5 e pH 5,0.

Para avaliar se o aumento da força iônica por meio da adição de diferentes sais poderia melhorar a filtrabilidade de pools de anticorpos através de um filtro de membrana intermediário, um estudo utilizou duas moléculas de imunoglobulina G1 (IgG1): um anticorpo convencional (Ab1) com ponto isoelétrico (pI) de 7,4 e um anticorpo multiespecífico (Ab2) com pI de 8,4. Cada sal foi adicionado a um tampão de eluição de proteína A à base de glicina, e o eluato agrupado foi ajustado para pH 3,4 e mantido por duas horas, refletindo uma etapa de inativação viral em pH baixo. Na concentração mais alta de aditivo salino, o pool de eluato pré-titulado apresentou pH ligeiramente menor (4,0) do que os outros pools de eluato (4,3), resultando em variação de ≈1% v/v na quantidade de titulante de pH baixo utilizada.