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생물의약품 개발 가속화 및 제조 일관성 향상을 위한 실시간 공정 분석 기술

작성자: Colin Hebert, PhD, Mina Elahy, PhD, Sean Hart, PhD, Jonathan Turner, PhD 및 Renee Hart

백신과 세포 및 유전자 치료법(CGT)을 개발하고 제조하는 전체 과정은 복잡하고 가변적인 원료, 까다로운 생물공정 절차, 민감한 최종 제품을 포함하기 때문에 까다롭고 자원 집약적입니다. 신속한 공정 개발을 가능하게 하고 제조 품질과 일관성을 보장하기 위한 강력한 분석 기술의 채택은 실패를 방지하는 생물학적 제제 라이센스 신청의 핵심 구성 요소입니다.

그러나 현재의 많은 분석 방법, 특히 백신과 CGT에 대한 분석 방법은 속도, 재현성, 자원 요구 사항 측면에서 문제에 직면해 있으며 이로 인해 비용과 개발 시간이 늘어납니다. 고급 바이오분석은 정확하고 정밀한 실시간 데이터를 통해 생산 일관성과 제품 품질을 향상시키는 성공적인 QbD(Quality by Design) 바이오제조 프로그램의 중요한 부분이 되고 있습니다.

CQA(중요 품질 특성) 및 CPP(중요 프로세스 매개변수)를 포함한 실시간 데이터를 포괄적이고 사전에 모니터링하고 분석할 수 있는 PAT(프로세스 분석 기술)를 구현하면 고급 프로세스 제어와 역동적이고 강력한 프로세스 개발이 가능합니다. 프로세스.

라벨이 없는 새로운 기술인 Laser Force Cytology™(LFC™)는 단일 세포에 광학적 및 유체역학적 힘을 적용하여 염료, 항체 또는 형광 라벨을 사용하지 않고 고유의 생물물리학적 및 생화학적 특성을 측정합니다.1 이러한 광학적 힘 특성은 굴절률을 포함하여 세포 건강 상태, 활성화, 형질 감염, 세포 분화 및 바이러스 감염을 포함한 다양한 생물학적 현상에 따른 변화.

LFC는 표현형 변화와 차이에 대한 미묘한 초기 지표를 민감하고 빠른 방식으로 측정하여 공정 내 분석은 물론 오프라인 출하 및 효능 분석을 모두 가능하게 하여 일관된 제품 품질과 수율을 보장합니다.2-4 예를 들어, LFC는 계수를 제공할 수 있습니다. 아데노 관련 바이러스(AAV) 형질도입을 측정할 때 변이가 14%만큼 낮습니다.

이 튜토리얼에서 엄선된 LFC 애플리케이션은 줄기 세포 분화, 형질감염을 통한 AAV 생산 및 생 바이러스 백신 효능을 모니터링하기 위한 실시간 광학력 데이터의 이점을 보여줍니다. 힘들고 느리고 신뢰할 수 없어 PAT 방법으로 적합하지 않은 많은 분석법과 달리 LFC는 몇 분 안에 정확하고 정확하며 민감한 결과를 제공하여 QbD 프로그램 내에서 핵심 역할을 입증합니다.

항체는 표현형 세포 특성화, 단백질 검출/정량화, 단백질 분리 등 분석 도구로 폭넓게 적용할 수 있습니다. 그러나 항체에도 단점이 없는 것은 아니며, 많은 경우 라벨 없는 접근 방식이 유리합니다. 항체는 세포에 결합하면 활성화 상태를 변경할 수 있습니다. 결과적으로, 표면 마커의 발현이 항상 일관되지는 않으며 분석 결과가 영향을 받을 수 있습니다.

대신에 라벨이 없는 접근 방식을 사용하면 세포를 원래 상태에서 측정할 수 있습니다. 항체 민감도와 특이성은 표적 항원, 집단 다양성, 제조 로트에 따라 달라질 수 있으며, 이로 인해 위양성 및 위음성이 발생하고 항체 기반 연구 결과를 반복하는 데 어려움이 있을 수 있습니다.5 또한 항체에는 사전 지식과 이에 대한 가용성이 필요합니다. 특정 세포 표면 마커를 사용하여 세포 간의 알려지지 않은 변화나 차이를 사전에 발견하는 것을 방지합니다. 이와 대조적으로, 라벨 없는 접근 방식은 로트 간 변동성의 영향을 받지 않는 편견이 없고 보편적인 측정을 수행할 수 있습니다.

마지막으로 항체는 일반적으로 구현하는 데 상당한 시간, 비용 및 노동력이 필요하므로 PAT 방법에 사용하기에는 자원 집약적이고 수정이 불가능합니다. LFC는 최소한의 샘플 교란과 신속한 결과 도출 시간(분)으로 라벨 없는 분석을 제공합니다. 한 가지 예는 줄기세포의 분화를 모니터링하는 것입니다. 인간 골수 유래 중간엽 줄기세포(hBM-MSC)가 조골세포 또는 지방세포로 분화되는 과정을 보여주는 LFC 데이터가 그림 1에 나와 있습니다.