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Type: Tese
Title: Desenvolvimento de processos em perfusão a baixas taxas de alimentação para a produção de anticorpos monoclonais recombinantes com células CHO
Author(s)/Inventor(s): Bettinardi, Ioná Walter
Advisor: Castilho, Leda dos Reis
Co-advisor: Medronho, Ricardo de Andrade
Co-advisor: Castan, Andreas
Abstract: Os anticorpos monoclonais são os biofármacos que mais crescem em número de aprovações para uso humano. O aumento da demanda e a concorrência com os biossimilares pressionam as empresas biofarmacêuticas a estabelecerem plataformas de produção mais eficientes e de menor custo. Os processos contínuos em perfusão têm sido propostos devido a menor área de instalação, altas produtividades e qualidade de produto mais homogênea, porém o reduzido número de tecnologias disponíveis para retenção celular e as grandes quantidades de meio e de perfundido limitam uma ampla adoção da perfusão frente à batelada alimentada. Neste trabalho, processos em perfusão com células de ovário de hamster chinês (CHO) produtoras de anticorpos monoclonais a taxas específicas de diluição (CSPR) inferiores a 20 pL/cel/d foram estabelecidos. Três tecnologias de retenção celular foram utilizadas: o filtro tangencial alternante (ATF), o sedimentador gravitacional e o hidrociclone, este até então investigado com suspensões em baixa concentração celular. Pela primeira vez, concentrações entre 20x10 6 e 50x10 6 cels/mL foram obtidas com um hidrociclone operado a quedas de pressão superiores a 1 bar. Processos robustos de até 50 dias foram estabelecidos com o hidrociclone em biorreatores de bancada e em um biorreator com bolsa descartável de 50 L. Com o ATF, uma concentração de 130x106 cels/mL foi obtida a uma CSPR de 19 pL/cel/d. Foi observada a ocorrência de retenção de produto no biorreator usando o ATF, ao contrário do hidrociclone e do sedimentador. A redução da CSPR proporcionou uma maior concentração de produto no sobrenadante, mas também provocou uma diminuição na taxa específica de crescimento e na produtividade.
Abstract: Monoclonal antibodies are the most approved biopharmaceuticals for human therapy. A higher demand for those molecules and the competition with biosimilars have driven biomanufacturing companies to establish more efficient production platforms. Continuous processes have been proposed due to smaller footprint, more compact systems, higher productivities and a more consistent product quality. However, a limited number of cell retention devices and the high quantities of medium and supernatant hamper a widespread adoption of perfusion over fed-batch processes. In this work, cellspecific perfusion rates (CSPR) lower than 20 pL/cell/day were applied in perfusion processes with two Chinese hamster ovary (CHO) cell lines. Cell retention was performed with three different devices: alternating tangential flow (ATF) and cell settler, which are widely used in industry; and a hydrocyclone, which had been tested with relatively lowdensity cell suspensions. For the first time, viable cell densities between 20x106 and 50x106 cell/mL were achieved in a perfusion with a hydrocyclone operated at pressure drops higher than 1 bar. Cultivations were maintained up to 50 days in lab-scale bioreactors and in a 50-L single-use bioreactor bag. A maximum cell density of 130x106 cell/mL was achieved at 19 pL/cell/day with ATF. As expected for membraneless equipment, product retention in the bioreactor was not observed using cell settler and hydrocyclone. The reduction in CSPR provided higher product titers, even though a decrease in growth and productivity rates was observed.
Keywords: Células animais
Biofármacos
Perfusão
Estratégia de alimentação
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Dec-2020
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Química

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