Malgré la complexité croissante des biothérapies, les fabricants de médicaments issus des biotechnologies font face à une énorme pression pour réduire les temps et les coûts de développement tout en continuant à produire des médicaments sûrs. Les différentes technologies facilitant les procédés continus en intégrant des étapes amont et aval d’un bioprocédé présentent un intérêt particulier. La concentration en ligne sans recirculation par exemple, permet non seulement un procédé continu, mais elle fonctionne aussi de manière autonome pour optimiser les procédés semi-continus.
Relever les défis de la concentration
La concentration des substances actives biologiques peut s’avérer difficile à cause des risques d’agrégation. De nos jours, la filtration tangentielle (TFF) est une technique couramment utilisée pour la concentration de médicaments biologiques en mode discontinu ou semi-continu. Mais elle présente toujours des défis pour les produits biologiques sensibles, car elle implique la recirculation du liquide. Pour qu’un système de concentration soit efficace dans un procédé continu, celui-ci doit pouvoir fonctionner sous conditions douces tout en étant suffisamment flexible pour s’intégrer facilement dans de nombreuses opérations aval différentes.
La technologie tangentielle TFF sans recirculation ou par simple passage (Single Pass TFF: SPTFF) offre une alternative intéressante.
Elle supprime la boucle de recirculation associée à la TFF classique et permet la forte concentration de produits sensibles au cisaillement grâce à une configuration unique de chemin fluidique et de cassettes empilées en série et en parallèle. Le système Cadence Inline Concentrator (ILC) de Pall rend maintenant encore plus facile la mise en œuvre de la technologie SPTFF dans votre procédé.
Le module Cadence ILC a été spécialement conçu pour permettre une réduction du volume avant ou après de nombreuses étapes d’un procédé de purification. Les modules Cadence ILC permettre ainsi de diminuer la taille des cuves de stockage intermédiaires, voire de les supprimer, ainsi que le nettoyage associé à ces cuves, lorsqu’elles sont utilisées pour la réduction du volume en cours de production.
La gamme des modules Cadence Inline Concentrator permet une montée en échelle simplifiée
Grâce à la conception d’un chemin fluidique unique, la solution biologique ne passe qu’une seule fois à travers la pompe et le module. En réduisant les temps de résidence et d’exposition au cisaillement, la technologie Cadence ILC élimine les problèmes de mélange et de mousse et peut permettre une diminution du risque de dénaturation ou d’agrégation du produit, même pour les protéines sensibles au cisaillement. De plus, pour les produits sensibles au pompage, la pompe peut être entièrement supprimée en utilisant des réservoirs pressurisés pour faire circuler le fluide du procédé à travers le module. Des facteurs de concentration habituels de 2 à 4 fois (ou plus) sont obtenus avec le module Cadence ILC.
Un rendement et une productivité élevée
La membrane Delta en cellulose régénérée utilisée dans les modules Cadence ILC offre un débit élevé, une forte sélectivité et une faible adsorption des protéines. Le circuit et la conception optimisée réduisent fortement les volumes de fonctionnement et de rétention par rapport à la TFF classique. En particulier, la dimension des lignes est 2 à 3 fois plus petite et les débits d’alimentation 5 à 10 fois plus faibles. Les systèmes de fonctionnement plus compacts qui en résultent améliorent le rendement.
La technologie Cadence ILC permet également d‘importantes économies en terme d’investissement, de durée du procédé mais aussi au niveau des coûts opérationnels. Par exemple, il est possible d’atteindre une réduction importante des coûts de procédé lors de la concentration des solutions biologiques présentant des titres plus faibles, tels que ceux obtenus par culture cellulaire en perfusion avant chromatographie multi-colonne en continu.
Ces économies facilitent le transfert des bioprocédés d’un mode discontinu vers un mode continu et accélèrent la mise sur le marché.
De plus, Pall a montré que les modules Cadence ILC peuvent être réutilisés plusieurs fois, avec peu de variations de leur performance.
Parmi les autres critères de performance, l’intégrité des joints et les facteurs de concentration volumétrique des modules ILC facilitent la répétabilité en limitant les temps de procédé et les contraintes concernant la taille des cuves.
Intégration aisée
Un module Cadence ILC préalablement assemblé et rincé ne nécessite pas de bâti. Il s’intègre facilement aux autres systèmes et devient opérationnel simplement après branchement de son port d’alimentation à une source d’alimentation pressurisée. La conception prête à l’emploi permet de coupler différentes étapes de purification et ainsi de faciliter l’intégration du procédé.
Nombreuses applications
En plus d’offrir une alternative à la TFF classique, les modules Cadence ILC permettent la réduction des volumes de pré capture après récolte cellulaire, la réduction du volume en cours de production, la concentration entre les étapes de purification par chromatographie et, dans certains cas, la concentration finale. Dans bon nombre de ces applications, une récupération du produit > 99 % peut être obtenue en incluant une étape de flush au tampon.
Différentes dimensions de modules, adaptées pour une utilisation à toutes les phases du cycle de développement de la molécule, sont disponibles avec une montée en échelle permettant de prédire de façon précise les temps de production, les surfaces membranaires et la taille des cuves.
Le module Cadence Inline Concentrator (ILC) permet la concentration d’une solution biologique sans recirculation
Plus d’info
BioProcess International – Juin 2016 – Supplément
Technologie du module Cadence Inline Concentrator (ILC)
par Julie Grace, Chris Irving, et Alain Vanhecke.
Julie Grace est maître de recherche en applications, Chris Irving est ingénieur en applications et Alain Vanhecke est responsable technique