Détectez l'agrégation avant que le rendement et la qualité du produit soient compromis
Profitez d'informations en temps réel sur la concentration protéique et l'agrégation pendant l'UF/la DF. La surveillance Raman en ligne permet de prendre les décisions en cours de process. La purification en aval devient ainsi un processus contrôlé reposant sur des décisions, et non sur des corrections en phase finale.
Les points de perte de temps (et de rendement) dans l'UF/la DF
L'ultrafiltration/la diafiltration (UF/DF) est l'une des étapes les plus dynamiques des bioprocédés en aval. Elle est généralement réalisée après chromatographie et juste avant la formulation finale, le remplissage et le conditionnement. Ceci en fait la dernière possibilité de corriger la concentration, la composition du tampon et le risque d'agrégation avant la fixation définitive de la substance active.
La concentration de protéines la composition du tampon et la tendance à l'agrégation peuvent changer rapidement. Pourtant, la plupart des stratégies de surveillance et de régulation des process s'appuient encore sur des analyses extractives effectuées à un stade tardif. Pendant l'UF/la DF, les protéines sont exposées à des concentrations locales importantes, des forces de cisaillement et des échanges de tampon rapides, ce qui augmente le risque d'agrégation précisément à un stade où la valeur matérielle est la plus élevée.
Sous l'effet de l'intensification des process en amonts, les créneaux de purification en aval deviennent plus serrés. Attendre des résultats hors ligne implique :
- Des problèmes d'agrégation détectés après les pertes de rendement
- Des interruptions superflues des opérations d'UF/de DF
- Des mesures correctives mises en œuvre trop tard pour être encore efficaces
Le résultat : des flux de travail fragmentés en aval, des temps de cycle plus longs et un risque accru pour la qualité du produit. L'UF/la DF se produisant à un stade tardif du traitement en aval, l'agrégation détectée après l'achèvement entraîne souvent des pertes de rendement irréversibles, du travail de retouche ou des rejets de lots, au lieu d'un simple ajustement de paramètres.
Voir l'état de la purification, et pas seulement l'état du système
Les mesures en temps réel conventionnelles pendant l'UF/la DF n'indiquent pas si une agrégation est en cours de développement ou si les échanges de tampon sont véritablement terminés. Ces données sont uniquement accessibles par le biais d'analyses hors ligne, et non pas en temps réel. L'analyse en ligne par spectroscopie Raman – une technologie d'analyse des process (PAT) – intégrée dans la voie d'écoulement d'UF/de DF fournit en continu des informations non extractives sur le process de purification au fur et à mesure de son déroulement.
Au lieu de déterminer par déduction l'état du process uniquement sur la base de la pression, du débit ou du volume, les équipes obtiennent une visibilité directe concernant :
- L'évolution de la concentration de protéines pendant l'UF et la concentration finale
- La progression des échanges de tampon pendant la diafiltration
- Les signatures spectrales associées au comportement d'agrégation
Une distinction essentielle. En effet, pendant l'UF/la DF, les attributs de qualité du produit évoluent indépendamment de la stabilité hydraulique.
Des analyses qui s'adaptent à la vitesse des process en aval
La surveillance par spectroscopie Raman est mise en œuvre au moyen d'une chambre de passage Ramanbasée sur le débit et spécialement conçue pour les voies de purification en aval.
La configuration prend en charge :
- Les flux UF/DF à bas volume et faible turbidité
- Les opérations stériles avec des cellules à flux continu réutilisables ou jetables
- L'intégration dans des environnements de développement avec une voie reliée à un environnement de fabrication cGMP
En intégrant l'analyse directement dans la voie d'écoulement, le système s'adapte aux contraintes de vitesse et de débit du traitement en aval (DSP) moderne.
Intervenir avant que l'agrégation se transforme en perte
Lorsque des informations sur les process en aval sont disponibles pendant l'UF/la DF, les décisions sont prises à temps en amont. Si des tendances spectrales liées à l'agrégation apparaissent en ligne, les équipes peuvent encore ajuster les taux de concentration, modifier les échanges de tampon pour la diafiltration ou arrêter le process avant la concentration finale, au lieu de découvrir le problème plus tard au moyen de méthodes analytiques hors ligne telles que la chromatographie par exclusion de taille (SEC).
En mettant en œuvre une PAT polyvalente fournissant en temps réel des informations multi-analytes très spécifiques sur le process, les équipes n'ont plus besoin d'attendre la confirmation post-process pour comprendre ce qui s'est passé. Elles peuvent :
- Détecter à un stade précoce les tendances à l'agrégation pendant que l'UF/la DF est encore récupérable, ce qui permet d'atténuer le problème avant qu'il ait des répercussions irréversibles sur le rendement ou la qualité
- Ajuster les conditions d'exploitation pendant que le déroulement du process
- Éviter des interruptions de process superflues
- Raccourcir les cycles de développement en réduisant le travail de retouche et les opérations répétées
Ce qui s'améliore lorsque l'UF/la DF est surveillée en ligne
Les équipes qui mettent en œuvre la spectroscopie Raman en ligne pendant l'UF/la DF peuvent enregistrer des améliorations tangibles en aval, dont :
- Des temps de cycle UF/DF réduits puisqu'il n'est plus nécessaire d'attendre les résultats d'analyse
- Diminution des pertes de produit grâce à une détection plus précoce de l'agrégation
- Des lots plus homogènes durant les cycles de production de biosimilaires
- Une réduction des interventions manuelles et des ajustements post-process
- Une accélération du développement DSP grâce à la compréhension du process compatible avec les PAT
Au-delà du rendement, une visibilité plus précoce de l'agrégation préserve l'efficacité de la substance active, la pharmacocinétique, le risque immunogène et l'acceptabilité réglementaire. Des facteurs tous directement influencés par le niveau d'agrégation dans les produits biopharmaceutiques. Cumulés sur plusieurs campagnes, ces avantages réduisent le coût des produits et accélèrent la mise sur le marché.
Surveillance en temps réel de l'UF/la DF chez Alvotech
Dans le cadre d'une étude de développement en aval, Alvotech a utilisé la spectroscopie Raman en ligne pour surveiller en temps réel la purification des protéines au cours de l'UF/la DF. L'objectif n'était pas seulement d'observer le process. Il s'agissait également de déterminer si le risque d'agrégation pouvait être identifié suffisamment tôt pendant l'UF/la DF pour agir en temps réel sur les décisions en aval.
L'approche a permis la prise de décisions en temps réel, dont voici quelques exemples :
- Suivi en temps réel des changements de concentration et autres paramètres de process
- Détection des comportements spectraux associés à l'agrégation
- Développement de modèles prédictifs combinant la spectroscopie Raman en ligne avec des références d'analyse déjà disponibles
Au-delà du résultat des analyses, la mise en œuvre montre comment la spectroscopie Raman en ligne peut modifier la dynamique du développement en aval. Et ce, en réduisant la fragmentation et en offrant la possibilité de prendre des décisions de purification plus rapides et plus fiables, ce qui permet d'assurer la qualité du produit.
Pourquoi Endress+Hauser ?
Endress+Hauser apporte aux équipes chargées des opérations en aval et des PAT un soutien allant de la compréhension du process à la mise en œuvre, en passant par le développement de modèles, et les aide à transposer les possibilités offertes par la spectroscopie Raman dans des flux de travail UF/DF de portée décisionnelle.
L'accent est mis à la fois sur l'instrumentation et sur la possibilité de parvenir à des interventions plus précoces, une meilleure protection du rendement et des process en aval plus résilients dans la fabrication biopharmaceutique.
Bring real‑time insight into downstream operations
Cet e-book explique comment la chambre de passage Raman permet une mesure en ligne et en temps réel directement dans les flux de process en aval. Découvrez comment la surveillance continue de la concentration et de la composition contribue à une compréhension plus précoce, des décisions plus fiables et une meilleure régulation des étapes de process en aval, sans devoir se fier uniquement à des analyses hors ligne tardives.
Le livre vous explique :
- Où la mesure Raman en ligne apporte une valeur ajoutée dans les étapes de process en aval
- Comment les tendances en temps réel relatives à la concentration et à la composition améliorent le timing des décisions
- Pourquoi les mesures de débit en microvolume conviennent aux flux de travail de développement et de montée en échelle
- Comment les équipes réduisent les retards des analyses tout en améliorant la compréhension et la robustesse du process
