Bauen Sie einen Workflow für Ihre Bioprozessprüfung auf

Die Bioprozesstechnik ist ein spezifisches Herstellungsverfahren, bei dem lebende Zellen zur Produktion eines Produkts verwendet werden. Bei der pharmazeutischen Bioprozessierung wird eine lebende Zelle manipuliert, um das gewünschte Arzneimittel in Bioreaktoren herzustellen. Dieses wird anschließend gereinigt und formuliert, um das Endprodukt herzustellen.

Pharmazeutische Arzneimittel, die durch Bioprozessing hergestellt werden, werden häufig als "Biologika" bezeichnet und umfassen rekombinante therapeutische Proteine wie Insulin, einige Impfstoffe und monoklonale Antikörper. Biologika sind für ein breites Spektrum von Erkrankungen verfügbar und haben die Behandlung von Entzündungs-/Autoimmunerkrankungen, Krebs und Diabetes revolutioniert.

Trotz ihres hohen medizinischen Werts ist die Herstellung von Biologika komplex. Die Hersteller müssen sorgfältig abwägen, wie sie die Produktqualität steigern und gleichzeitig dem Kostendruck standhalten. Dies ist insbesondere der Fall, da Biosimilars, Biobetters und Biogenerika zunehmend den Markt erobern. Hersteller brauchen Jahre für die Entwicklung und Feinabstimmung ihrer Qualitätsmanagementsysteme, um die Produktqualität zu gewährleisten. Die Risikominderung von Störungen wie mikrobielle Verunreinigungen ist eine stetige Herausforderung. Eine genaue und effiziente Überwachung des Herstellungsprozesses auf Verunreinigungen garantiert, dass der Prozess planmäßig und geregelt verläuft.

Was versteht man unter Bioprozessierung?

Gemäß American Pharmaceutical Review ist Bioprozessierung jedes Verfahren, bei dem vollständige lebende Zellen oder deren Bestandteile (z. B. Bakterien, Enzyme, Proteine) zur Herstellung eines gewünschten Produkts verwendet werden. Biokraftstoffe, die aus Algen gewonnen werden, und Bier, das aus Hefen hergestellt wird, sind alltägliche Beispiele für biologisch hergestellte Produkte.

Phasen der Bioprozessierung

Die Bioprozesstechnik umfasst zwei wesentliche Stufen, die vorgeschalteten und nachgeschalteten Bioprozessstufen. Die vorgeschalteten Prozesse umfassen speziell bei Biopharmazeutika die Isolierung der herzustellenden Zelllinie, das Wachstum und die Vermehrung der Zellen, die zur Herstellung und Gewinnung des gewünschten pharmazeutischen Wirkstoffs (api) verwendet werden. Die nachgeschaltete biologische Verarbeitung umfasst die späteren Stufen der Reinigung der Zellen oder anderer Organismen zur Herstellung des Endprodukts, das den strengen Sicherheits- und Qualitäts-standards entspricht.

GMP-Prüfvorschriften

Um die Sicherheit und Unversehrtheit von Arzneimitteln zu gewährleisten, halten sich die Arzneimittelhersteller an die strengen Regeln der Guten Herstellungspraxis (GMP), die von den örtlichen Aufsichtsbehörden wie der Food and Drug Administration (FDA) in den Vereinigten Staaten oder der Europäischen Arzneimittelagentur (EMA) in Europa festgelegt werden. Die Prüfung dieser Produkte unterliegt den Prinzipien der Guten Laborpraxis (GLP). GMP und GLP sind Qualitätsmanagement-systeme, die jedoch in unterschiedlichen Bereichen zur Validierung eingesetzt werden. Die GLP legt Prüfstandards für die Einheitlichkeit, Konsistenz, Zuverlässigkeit, Reproduzierbarkeit, Qualität und Integrität von Produkten fest, während die GMP-Richtlinien die Konzeption, Überwachung sowie die Produktionsabläufe von Produktionsanlagen regeln.

Internationale Pharmakopöe-Vorschriften

Jedes Land hat zwar seine eigenen lokalen Arzneibuchstandards zur Durchführung von Testungen wie Sterilitäts- und Mykoplasmen-Testung, doch gibt es Bestrebungen, diese Kapitel im Interesse der Einheitlichkeit zu harmonisieren. So gelten beispielsweise die Kapitel USP <71> (Vereinigte Staaten), EP 2.6.1 (Europäisches Arzneibuch) und JP 4:06 (Japanisches Arzneibuch) alle für die Sterilitätstestung in ihrer jeweiligen Region und enthalten nur geringfügige Abweichungen. Diese Harmonisierung kann für global tätige Unternehmen, die ihre Produkte in andere Teile der Welt exportieren, von Vorteil sein, da sie die Unterschiede in der Prüfmethodik minimiert. Eine ähnliche Harmonisierung für die Mykoplasmen-Testung besteht mit USP <63>, EP 2.6.7. und dem japanischen Arzneibuch 17. Auflage.

Herausforderungen in der Bioprozessierung

Während das Ziel der vorgeschalteten Bioprozessierung darin besteht, den Produktionstiter durch Zellwachstum zu maximieren, sind die dafür erforderlichen Bedingungen eine ideale Wachstums-umgebung für mikrobielle Kontamination. Zellkulturmedien, Zellbanken, Mitarbeiter und Rohstoffe wie Zellkulturmedien stellen ein potentielles Kontaminationsrisiko dar. Ein hohes Risiko bei der nachgeschalteten Bioprozessierung liegt in den manuellen Verarbeitungsschritten, dem Transfer von Geräten zwischen Räumen oder der Ergänzung von Systemen.

Eine weitere mögliche Herausforderung auf dem extrem wettbewerbsintensiven biopharmazeutischen Markt ist die Gewinnung und Bindung von qualifizierten Bioprozessingenieuren und Laborpersonal. Eine erhöhte Mitarbeiterfluktuation kann zu langen Lernkurven und hohen Ausbildungskosten für neue Mitarbeiter führen. Die Einführung von benutzerfreundlichen und automatisierten Labortechnologien kann das Spektrum der Mitarbeiter erweitern, die für die Durchführung von bisher komplexen Testungen erforderlich sind.

Vorbeugung mikrobieller Verunreinigungen in der Bioprozesstechnik

Das Risiko einer mikrobiologischen Verunreinigung in der biopharmazeutischen Industrie kann durch ein strenges Qualitätssicherungssystem, einschließlich eines gut durchdachten Probenahmeplans, gemindert werden. Verunreinigungen sind zwar selten, aber wenn sie doch auftreten, sind sie mit enormen Kosten in Form von Zeit-, Material- und Umsatzverlusten verbunden. Vorsichtsmaßnahmen wie das Testen von Rohstoffen und Starterkulturen auf Sterilität und Abwesenheit von Mykoplasmen, die ordnungsgemäße Einkleidung und Überwachung des Laborpersonals, die Anwendung zuverlässiger Sterilisationstechniken und die Verwendung von Einwegsystemen können das Risiko einer Kontamination im Herstellungsprozess verringern. bioMérieux bietet automatisierte Load-and-Go-Testsysteme für die Bioproduktion an, um die Standardisierung zu verbessern, menschliche Fehler zu reduzieren und die Datenintegrität zu erhöhen, während die Implementierung schneller und einfacher At-Line-Testungen die Gewissheit bietet, dass Ihr Herstellungsprozess sicher ist.