Titelaufnahme

Titel
On-Column Virus Inactivation by Solvent/Detergent Treatment
Weitere Titel
On-Column Virusinaktivierung mittels Solvent/Detergentien-Behandlung
AutorInnenPolasek, Daniel
Begutachter / BegutachterinDürauer, Astrid
Erschienen2018
Datum der AbgabeOktober 2018
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Virusinaktivierung / On-Column / Solvent / Detergentien-Behandlung / Chromatographie
Schlagwörter (EN)Virus Inactivation / On-Column / Solvent / Detergent Treatment / Chromatography
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Die Inaktivierung von behüllten Viren mittels Solvent/Detergenzien (SD)-Behandlung ist eine der am häufigsten eingesetzten und robustesten industriellen Methoden zur effektiven Reduktion von möglichen Viruskontaminationen. Während über kontinuierliche Prozessführung und Prozesswirtschaftlichkeit in der biopharmazeutischen Gesellschaft exzessiv diskutiert wird, werden die meisten industriellen Prozesse noch immer im Chargenbetrieb mit nicht automatisierten Verfahrensschritten betrieben. Basierend auf dem Patent von Hasslacher et al. wurde eine chromatographische Methode als Aufreinigungsschritt für die Herstellung von rekombinantem ADAMTS13 etabliert. Diese Methode erlaubt die gleichzeitige Abreicherung von produkt- und prozessbezogenen Verunreinigungen sowie auch Virusreduktion auf einer kommerziellen chromatographischen Säule. Die entwickelte Kombination aus Wasch- und Inkubationsschritten mit SD-Reagenzien in Pufferlösung stellt eine gleichmäßige Sättigung der Säule und eine ausreichende Kontaktzeit zur effektiven Virusinaktivierung sicher. Kritische Prozessparameter zur Beurteilung der Prozessleistung, wie z. B. Produktausbeute, spezifische Produktaktivität und Abreicherung von Verunreinigungen wurden mit dem zur Zeit im Einsatz befindlichen Chargen-Verfahrensschritt verglichen und für zumindest gleichwertig befunden. Ein vergleichbarer Abreicherungsfaktor der SD-Komponenten nach Inaktivierung von >4 log10 konnte erzielt werden. Das Verhalten von SD-Reagenzien wurde durch eine Momentanalyse untersucht, wobei eine Interaktion von Tri-n-butylphosphat und teilweise Triton X-100 mit dem Chromatographiemedium festgestellt wurde. Die Untersuchung der Prozesskapazität hinsichtlich Virusabreicherung wurde mit dem repräsentativem Modellvirus X-MuLV durchgeführt. In sämtlichen Chromatographieläufen wurde infektiöses Virus bis unter das Detektionslimit der TCID50-Methode eliminiert. Im Vergleich mit Kontrollläufen ohne SD-Reagenzien, bewies das entwickelte Verfahren eine effektive Virusinaktivierung. Allerdings wurde festgestellt, dass das Virus an das Chromatographiemedium bindet. Weitere Experimente mit Virus in einer Matrix ohne Proteine bestätigten den Bindungseffekt. Die Virusinaktivierung direkt auf der Chromatographiesäule hat das Potential den Aufreinigungsprozess hinsichtlich der Anzahl an Verfahrensschritten, Produktionsflächen für eingesetzte Behälter, Kosteneffizienz und den Automatisierungsgrad der Virusinaktivierung zu verbessern.

Zusammenfassung (Englisch)

Solvent/detergent (SD) treatment is a robust industrial method to inactivate enveloped viruses and to effectively reduce potential viral contaminations. While continuous processing and process economy are extensively discussed among the biopharmaceutical community, the vast majority of industrial bioprocesses are still batch-oriented comprising many unit operations that are not fully automated. Based on the patent from Hasslacher et al., an initial mass capture step for the purification of recombinant ADAMTS13 was established that features both – impurity and virus clearance – by utilizing SD treatment directly on a chromatographic column. A novel combination of wash and incubation steps ensures uniform saturation of the column with SD reagents as well as sufficient contact time to effectively inactivate

enveloped viruses. Crucial process performance parameters including product yield, specific activity and impurity clearance were compared to the standard protocol of the capture step and results indicated at least equivalent process performance. Depletion of SD reagents after on-column inactivation led to a >4 log10 reduction compareable to the standard protocol. The behavior of SD reagents was investigated by moment analysis indicating interaction

of tri-n-butylphosphate and partial interaction of Triton X-100 with the chromatographic resin. Investigations of the virus clearance capacity of on-column SD treatment with the representative model virus X-MuLV demonstrated that infectious virus was cleared to below the detection limit of the TCID50 assay. In comparison to control runs without SD reagents, developed on-column treatment demonstrated an effective virus inactivation. Data showed that the virus did bind onto the anion-exchange resin. Further experiments, where virus was spiked into a protein-free matrix demonstrated a similar binding effect, suggesting direct interaction of the virus with the chromatographic resin as opposed to binding through bound proteins. The on-column virus inactivation has the potential to streamline purification processes. It reduces the total number of unit operations and manufacturing space for large vessels, enabling a cost-efficient and more automated viral inactivation than the traditional batch-oriented SD treatment.