Обеспечение вирусной безопасности биологических продуктов в первую очередь основано на базовых принципах «предотвращения, обнаружения и удаления». Под «удалением» в основном подразумевается применение надлежащих методов очистки и фильтрации в процессе удаления вирусов. Фильтрация для удаления вирусов обычно основана на физическом механизме исключения по размеру и, как правило, считается наиболее надёжным этапом в процессах удаления вирусов, особенно мелких, с эффективностью удаления более 4 log10. Таким образом, фильтрация для удаления вирусов широко применяется в процессах очистки биологических продуктов, таких как антитела, рекомбинантные белки и другие продукты экспрессии клеток млекопитающих, биохимические экстракты, факторы свёртывания крови, внутривенный иммуноглобулин и другие продукты крови.
В 2021 году компания Cobetter преодолела все технические препятствия, выпустив фильтры для удаления вирусов Viruclear™, которые успешно используются уже более трёх лет. Придерживаясь философии обслуживания, направленной на предоставление клиентам более комплексных решений для фильтрации с целью удаления вирусов, компания Cobetter постоянно занимается исследованиями и разработкой мембран для удаления вирусов из различных материалов, чтобы адаптировать их к различным сценариям применения. Компания постоянно совершенствует и оптимизирует производственные процессы фильтров и компонентов, чтобы повысить эффективность и стабильность фильтрации.
Сотрудничество с клиентами
Компания Cobetter выпустила несколько моделей фильтров для удаления вирусов, изготовленных из полиэфирсульфона (PES) и регенерированной целлюлозы (RC), что позволяет клиентам проводить испытания и выбирать фильтры в зависимости от состояния жидкости и сценариев применения. Каждая модель широко применяется на предприятиях.
В настоящее время более 15 клиентов используют фильтры Cobetter Viruclear™ для удаления вирусов, выполняя несколько серийных производств с объемом ферментации от 2000 до 10000 л. Более 10 клиентских проектов находятся на стадии III клинической фазы и накоплено несколько успешных примеров применения. Кроме того, многие другие клиенты завершили предварительную разработку процесса/пилотные испытания или находятся на стадии клинической фазы I. Эффективность вирусных фильтров Cobetter Viruclear™ получила широкое признание.
В то же время компания Cobetter постоянно выходит на зарубежные рынки, наладив тесное сотрудничество и связи с многочисленными фармацевтическими компаниями в области фильтрации для удаления вирусов в США, Японии, Австралии, Центральной и Восточной Европе, Индии и других регионах.
Выдающаяся производительность
Способность удалять вирусы
Фильтры Cobetter для удаления вирусов продемонстрировали надёжную способность удалять парвовирусы в ходе многочисленных проектов по тестированию клиентам, при этом снижение концентрации соответствует нормативному стандарту ≥4 log10.
Производительность и поток
Фильтры Viruclear™ для удаления вирусов также обладают отличной способностью предотвращать засорение. При использовании в сочетании с предварительными фильтрами они могут обеспечить высокую производительность фильтрации на единицу площади, значительно снижая затраты на очистку от вирусов. Данные испытаний промежуточных продуктов, полученных в ходе различных проектов по выращиванию клеток млекопитающих, представлены на рисунке 1A. Они включают моноклональные антитела, двойные антитела и гибридные белки, а также данные, отражающие качество и средний поток во время использования. На рисунке 1B показана производительность по качеству и средний расход при использовании фильтра Viruclear™ RC H для фильтрации промежуточных продуктов с концентрацией IVIG от 4,1% до 6,5% в различных продуктах крови. Продолжительность тестирования составляла от 6 до 24 часов.
Результаты тестирования показывают, что производительность фильтров Cobetter Viruclear™ для удаления вирусов соответствует ожиданиям клиентов.
Рис. 1. Эффективность фильтрации Cobetter Viruclear™ для удаления вирусов в различных проектах по производству биопрепаратов (A) Эффективность Viruclear™ VF Plus при фильтрации промежуточных продуктов антител, экспрессируемых в клетках млекопитающих, с указанием нагрузки и среднего потока; (B) Эффективность Viruclear™ RC H при фильтрации высококонцентрированного IVIG с указанием нагрузки и среднего потока.
На протяжении многих лет, благодаря итерациям продукта и оптимизации производительности, фильтры Cobetter Viruclear™ PES и RC для удаления вирусов продемонстрировали производительность фильтрации, сопоставимую с импортными конкурентами, в многочисленных проектах на объектах клиентов, при стабильных поставках, умеренных ценах и высоком соотношении цены и качества.
На следующих рисунках представлены экспериментальные данные, полученные в результате сравнительного тестирования Viruclear™ VF Plus и Viruclear™ RC H с конкурирующими фильтрами.
Сравнительная фильтрация (PES)
Лабораторные испытания на фильтрацию в биопроцессах:
- 110,8 г/л моноклональных антител (замороженный и размороженный материал)
- Предварительная фильтрация с помощью Viruclear PDT
- Образцы были параллельно загружены после предварительной фильтрации
- Фильтрация для удаления вирусов при постоянном давлении 30 фунтов на квадратный дюйм
Рисунок 2. Сравнительное исследование фильтрации замороженных и размороженных моноклональных антител с помощью Viruclear™ VF Plus и конкурирующих фильтров для удаления вирусов
Сравнительная фильтрация (RC)
Лабораторные испытания фильтрации в биотехнологической лаборатории:
- 50 г/л IVIG (замороженный и размороженный материал)
- Отдельная предварительная фильтрация
- После предварительной фильтрации образцы были индивидуально обработаны с помощью фильтров для удаления вирусов при рекомендованном давлении.
Рисунок 3. Сравнительное исследование фильтрации высококонцентрированного иммуноглобулина с помощью Viruclear™ RC H и конкурирующих фильтров для удаления вирусов
В обоих упомянутых выше случаях фильтры Viruclear™ для удаления вирусов продемонстрировали более высокую устойчивость к засорению по сравнению с конкурентами, сохраняя относительно стабильный поток в процессе фильтрации на выходе, тем самым обеспечивая повышенную нагрузку на единицу площади мембраны и сокращая время обработки.
Структура и прочность мембраны
Выдающиеся фильтрующие свойства фильтров Viruclear™ для удаления вирусов обусловлены превосходной прочностью мембраны. Как показано на следующем рисунке, например, Viruclear™ RC H сохраняет хорошую линейную зависимость между давлением и скоростью потока даже при постепенном повышении давления до 60 фунтов на квадратный дюйм, что свидетельствует о том, что мембрана сохраняет структурную стабильность при высоком давлении.
Рисунок 4. Корреляционная кривая зависимости потока воды от давления для мембраны Viruclear™ RC H для удаления вирусов
Благодаря специальной обработке мембран и созданию композитного нейлонового опорного слоя механическая прочность мембран Viruclear™ для удаления вирусов значительно повышается, что позволяет им сохранять хорошую морфологию пор и структуру внутренних каналов даже при высоком давлении.
Кроме того, структура опорного слоя повышает прочность мембраны, эффективно снижая вероятность повреждения мембраны в процессе сборки готового изделия. Как правило, при использовании силиконовых плоских мембран или капсул, такие процессы, как штамповка, складывание, запечатывание краев и сварка, могут привести к повреждению неармированной мембраны для удаления вирусов, что снижает выход продукта. Однако конструкция поддерживающего слоя, разработанная компанией Cobetter, значительно снижает сложность и эксплуатационные риски, связанные с производством мембранных пакетов, что значительно повышает производительность готовых фильтрующих компонентов.
Композитный нейлоновый опорный слой представляет собой модифицированную микропористую нейлоновую мембрану, прошедшую гидрофильную обработку, что обеспечивает очень низкий уровень адсорбции белков (вирусных частиц). Хотя опорная конструкция обеспечивает механическую прочность, мы не ожидаем, что она будет способствовать адсорбции вирусных частиц, тем самым создавая дополнительный нестабильный механизм удаления вируса.
Таким образом, мы провели испытание на удержание гидрофильно модифицированного нейлона, используя бактериофаг PP7 (модель небольшого вируса, указанная в PDA TR 41 как подходящая для тестирования фильтров производителями) в различных буферных системах, чтобы подтвердить его адсорбционные характеристики в отношении бактериофага.
Данные испытаний на /удержание вируса приведены в таблице ниже.
Результаты экспериментов показывают, что нейлоновый опорный слой не не создает дополнительное удержание вирусов при фильтрации для их удаления при различных значениях рН и электропроводности среды.
Чтобы смоделировать реальные условия использования фильтрующих мембран для удаления вирусов, мы также применили реальные производственные процессы, объединив нейлоновый опорный слой с крупнопористыми мембранами PES толщиной 0,22 мкм и RC-мембранами и подвергнув их гидрофильной модификации среди других технологических процессов, чтобы оценить эффективность их удаления против модельного вируса в различных растворах.
В качестве примера возьмём композитную мембрану PES. Результаты LRV для PP7 приведены в таблице ниже:
Мы одновременно оценивали эффективность удаления вируса Murine Minute Virus (MVM) с помощью мембраны PES толщиной 0,22 мкм и мембраны RC с нейлоновым опорным слоем при различных параметрах раствора, как показано в таблице ниже.
Согласно Приложению 3 Руководства ICH Q5A (R2), 95-процентные доверительные интервалы для выявления внутрипартийных отклонений обычно должны находиться в пределах ±0,5 log10 от среднего значения. Представленные выше результаты находятся в этом диапазоне, что указывает на то, что нейлоновый опорный слой и нейлоновая опорная композитная крупнопористая мембрана PES не создает дополнительное удержание вирусов при фильтрации для их удаления.
Мы также исследовали устойчивость Viruclear™ PES и RC-фильтров к удержанию вирусов в различных условиях. На механизм исключения частиц по размеру, как правило, не влияют изменения в условиях загрузки раствора. Экспериментальные результаты, показанные на рисунке ниже, дополнительно иллюстрируют надёжность удаления вирусов с помощью мембранной фильтрации на основе механизмов исключения частиц по размеру, демонстрируя, что фильтры Cobetter Viruclear™ для удаления вирусов сохраняют высокую эффективность удаления вирусов в различных средах.
Рисунок 5. Эффективность удаления вирусов фильтрами PES для удаления вирусов против бактериофага PP7 и MVM в различных средахs
Рис. 6. Эффективность удаления вирусов с помощью RC-фильтрации для бактерий PP7 в различных средах.
Приведенные выше совокупные результаты показывают, что композитная нейлоновая опорная структура не создает дополнительное удержание вирусов при фильтрации для их удаления. Фильтры для удаления вирусов Viruclear™ продолжают работать по принципу исключения по размеру, полагаясь на узкое распределение размеров пор в точном удерживающем слое для достижения стабильных результатов удержания и удаления вирусов в различных условиях тестирования.