Perché nei bioprocessi il CLD rallenta
Nello sviluppo delle linee cellulari (CLD), le tempistiche si allungano quando le informazioni sulla crescita arrivano dopo la finestra decisionale - soprattutto durante lo screening di ampie popolazioni di cloni da colture su scala millilitrica. L'analisi spettroscopica Raman in linea a flusso microvolumetrico trasforma l'andamento della concentrazione/vitalità delle cellule vitali (VCC) in un indicatore operativo utilizzabile durante lo screening per il rilevamento precoce: classificazione più rapida, meno ripetizioni dei test e conservazione dei volumi di coltura mantenendo, nel contempo, flussi di lavoro compatibili con la futura automazione.
Il processo di screening dei cloni è un problema di produttività mascherato da problema di analisi. È possibile misurare le cellule - ma non abbastanza velocemente, non con sufficiente precisione e non senza consumare preziose colture in fase iniziale. Quando le informazioni relative alla VCC arrivano in ritardo, i team posticipano la selezione dei candidati, ripetono le analisi di conferma e allungano il ciclo di screening e passaggio dei candidati, aumentando tempi e costi complessivi del programma.
Il monitoraggio della VCC che permette di agire
La spettroscopia Raman consente il monitoraggio non invasivo e in tempo reale della concentrazione cellulare e degli indicatori di vitalità in diverse colture. Grazie ai modelli chemiometrici sviluppati su un'ampia gamma di VCC, i team possono distinguere gli andamenti relativi della VCC tra i cloni di ovaio di criceto cinese (CHO) e confrontare i candidati con una minore dipendenza dai cicli di conteggio basati su reagenti.
Cosa diventa visibile con la spettroscopia Raman:
- Differenziazione tempestiva della VCC tra i candidati cloni (indicatore di classificazione)
- Traiettoria di crescita durante lo screening e il passaggio (andamento continuo, non un'istantanea)
- Indicatori comparabili tra linee CHO / proteine espresse (coerenza dello screening)
Questa fondamentale capacità è stata dimostrata in studi sottoposti a revisione paritaria che mostrano come la spettroscopia Raman possa modellare in modo affidabile la crescita cellulare, la concentrazione di cellule vitali e i profili metabolici nelle colture di cellule CHO in condizioni variabili.
Sistema concepito per colture in millilitri e un'elevata produttività
Per far fronte ai vincoli delle fasi iniziali, viene impiegato un sistema Raman a flusso microvolumetrico che consente un'acquisizione spettrale affidabile a partire da volumi minimi di campione. La cella a microflusso minimizza il consumo mantenendo la qualità spettrale e la sua architettura favorisce la futura integrazione in sistemi di manipolazione automatica.
Questo flusso di lavoro ottimizzato è in linea con le esigenze del CLD:
- Piccoli volumi di campione
- Elevata capacità di screening
- Misure riproducibili per diverse colture
- Futura integrazione in piattaforme di coltura automatiche
Classificazione più rapida dei cloni e meno ripetizioni dei test
Quando gli andamenti della VCC sono disponibili con un lavoro di campionamento minimo, le decisioni vengono prese prima. I team possono individuare più rapidamente i candidati meno promettenti, rendere più sicure le decisioni sui passaggi cellulari e convergere più velocemente su cloni robusti e produttivi, senza i lunghi tempi di attesa dei risultati dei test. Non aumentano i dati ma migliora la tempistica e risultati rapidi consentono di assumere le necessarie decisioni mentre il set di cloni è ancora ampio e tutte le opzioni sono ancora aperte.
Vantaggi operativi misurabili nel CLD
Riducendo la dipendenza dai cicli di conteggio ad alto consumo di materiali, i team CLD possono contare sui seguenti vantaggi:
- Cicli di screening più brevi e selezione più rapida
- Minore utilizzo di reagenti e consumabili
- Minore consumo dei volumi di coltura nelle prime fasi di sviluppo
- Comparabilità più coerente tra ampi set di cloni
- Soluzioni di analisi che favoriscono l'automazione, non passaggi manuali isolati
Flusso di lavoro per lo screening CLD presso KBI Biopharma
In un'applicazione CLD documentata, la spettroscopia Raman ha supportato la modellazione predittiva per il monitoraggio della concentrazione cellulare in varie linee cellulari CHO esprimenti diverse proteine ricombinanti, garantendo una chiara differenziazione in un'ampia gamma di VCC e riducendo al minimo il volume del campione.
Al di là della fattibilità, l'implementazione ha dimostrato come l'analisi degli andamenti tramite spettroscopia Raman possa integrarsi naturalmente nei flussi di lavoro CLD - dal design sperimentale alla costruzione del modello - e supportare un percorso a lungo termine verso il monitoraggio automatizzato a monte.
Perché Endress+Hauser?
Endress+Hauser supporta lo sviluppo delle linee cellulari, dal design sperimentale alla modellazione chemiometrica e alla formazione, fornendo soluzioni di spettroscopia Raman su misura per l'analisi di microvolumi e processi pronti a essere integrati in sistemi di automazione.
Non ci occupiamo solo di strumentazione ma aiutiamo i ricercatori impegnati nel CLD a procedere più velocemente e con maggiore sicurezza, preservando preziose colture cellulari e garantendo decisioni più tempestive e meglio informate.
Le misure in linea aggiungono valore ai bioprocessi anche oltre la fase di CLD
Questo white paper illustra metodi pratici per applicare la misura in linea e in tempo reale dalla fase di sviluppo alle operazioni a monte e a valle. Imparerete in che modo il collegamento dei parametri critici di processo (CPP) e degli attributi critici di qualità (CQA) nelle prime fasi del processo facilita il trasferimento tecnologico, favorisce il processo decisionale e permette di ottenere miglioramenti misurabili in termini di resa e qualità del prodotto.
Al suo interno scoprirete:
- In che modo le informazioni in tempo reale relative a CPP e CQA supportano decisioni più tempestive e meglio informate
- Dove i sensori in linea e multiattributo aggiungono valore ai processi a monte e a valle
- Come la spettroscopia Raman contribuisce al monitoraggio della composizione, della qualità e della riproducibilità
- Che significa la continuità di misura dallo sviluppo in laboratorio alla produzione
