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Interview

„Rolls-Royce für die In-Prozess-Kontrolle“

In der klinischen Diagnostik ist Roche Diagnostics mit dem cobas®-System bereits seit langem Marktführer. Jetzt schickt sich das Unternehmen an, den Erfolg in einem ganz neuen Marktsegment zu wiederholen: dem konservativen Markt für die Bioprozessanalytik. Zwei auf dem cobas®-System basierende Analyzer für die Bioprozessentwicklung und In-Prozess-Kontrolle der GMP-Produktion von Biopharmazeutika in Säuger- und Bakterienzellen hat das Unternehmen in kurzer Folge auf den Markt gebracht. Welchen Fortschritt die Systeme gegenüber der bisher eingesetzten Enzym-Membrantechnologie bieten, wie sie genutzt und weiterentwickelt werden, darüber sprach LABORWELT mit Peter Hloch von Roche Applied Science in Penzberg.

Peter Hloch

LABORWELT:

Wie kommt man darauf, ein Diagnostik­system in der Pharma-Analytik einzusetzen?

Hloch:

Die Idee wurde durch Kollegen angestoßen, die therapeutische Proteine und Antikörper herstellen. Sie haben nach einer Möglichkeit gesucht, die Fermentationsprozesse besser zu kontrollieren. Das heißt, die für die Steuerung von Bioprozessen wichtigen Parameter wie die Substrat-, Ionen- und Produktkonzentration sowie -qualität präzise und verlässlich zu überwachen. Wir erkannten, dass wir genau dafür bereits eine technische Lösung am Markt etabliert hatten: cobas®.

Die modulare Plattform ist als Rolls-Royce für die klinische Diagnostik ausgelegt und kann nun – nachdem wir die Assays und die Software den speziellen Bedürfnissen der In-Prozess-Kontrolle angepasst haben – zeigen, was in ihr steckt. Wir haben Ende 2011 den Cedex Bio Bioprocess Analyzer vorgestellt. Er ist für die Überwachung der GMP-Produktion von Biopharmazeutika konzipiert. Ein Jahr später haben wir die Hochdurchsatzvariante Cedex Bio HT auf den Markt gebracht. Dieser Analyzer ist primär auf einen Einsatz in der Bioprozess-Entwicklung ausgelegt.

LABORWELT:

Wo liegt der Unterschied zu den bisher eingesetzten Multiparameter-Analyzern?

Hloch:

Die Cedex Bio-Analyzer nutzen ein anderes Messprinzip. Sie zeigen deshalb nicht die Limitationen der bisher eingesetzten Enzymmembran-Technologie. Diese Sensoren sind nicht sehr robust, was zu inakzeptablen Ausfallzeiten und hohem Serviceaufwand geführt hat. Die 

Membranen zeigen zudem Drift und starke Unterschiede in der Qualität. Häufig mussten Messungen mangels Präzision und Linearität wiederholt werden. Die Cedex Bio Analyzer messen dagegen Substrat- und Metabolitkonzentrationen automatisiert mittels photometrischer Enzymassays. Auch die zuvor off-line per HPLC bestimmte IgG-Konzentration oder manuell gemessene Konzentration des intrazellulären Enzyms LDH als Maß für die Zahl abgestorbener Zellen lassen sich nun quasi in Echtzeit bestimmen.

Zusätzlich gibt es ein Modul für die ionenselektive Potentiometrie. Insgesamt können derzeit neun Parameter gemessen werden. Bis Anfang 2014 sollen es 16 sein. Die Technologie ist extrem wartungsarm, es kann mit viel höherer Präzision und mit wesentlich geringeren Schwankungen und Volumina gemessen werden. Die Messschwankungen liegen – selbst wenn mit unterschiedlichen Geräten gemessen wird – unter 5%. Bei membrangebundenen Technologien sind bis zu 30% normal. Diese Interlabor-Reproduzierbarkeit ist extrem wichtig für Pharmakunden, die global agieren und an verschiedenen Standorten Biopharmazeutika herstellen.

LABORWELT:

Welchen Markt sprechen die Analyzer an?

Hloch:

Es gibt drei Fermentationsbereiche, die wir in drei Wellen ansprechen möchten. Jeder hat seine eigenen Parameter. Der erste und größte Markt ist die Herstellung von Biopharmazeutika in Säugerzelllinien. Mit spezifischen Parametern wollen wir die Produktion in bakteriellen Fermentationen adressieren. Der dritte Markt ist das Biomanufacturing in Hefen wie Pichia pastoris. Der Gesamtmarkt für Biopharmazeutika wächst derzeit um 8% jährlich. Wir wollen mit diesem Markt wachsen. Derzeit hat er schätzungsweise ein Volumen von 15 Millionen Tests pro Jahr und von 400 Geräten.

LABORWELT:

Ein lukrativer Markt mit extrem anspruchsvollen Kunden und Kreuzverkaufsmöglichkeiten …

Hloch:

Für kleine Anbieter sind die Eintrittsbarrieren in diesen Markt in der Tat sehr hoch. Denn die Entwickler und Produzenten von Biopharmazeutika legen extrem großen Wert auf langfristig verfügbare Qualität und weltweiten Service. Mit den neuen Geräten und dem weltweiten Service-Netzwerk für die cobas-Systeme sehen wir gute Chancen, uns in dem für Roche Applied Science neuen Markt zu etablieren. In der Pharmaproduktion in Penzberg sind die Systeme bereits im Laufe des vergangenen Jahres sowohl in der Entwicklung als auch in der GMP-Produktion von Herceptin, EPO, Avastin und Peg-Interferon etabliert worden.

LABORWELT:

Wie wollen Sie die Systeme künftig weiterentwickeln?

Hloch:

Der Trend geht dahin, das Prozessmonitoring und die Prozesssteuerung zu verbinden, also automatische Rückkopplungen zu haben. Besonders in der frühen Bioprozessentwicklung, bei der parallelisierte Mikroreaktoren zum Einsatz kommen, heißt das: häufig kleine Probenvolumina entnehmen, möglichst präzise Messwerte erfassen und diese direkt zur online-Steuerung des Prozesses zu nutzen. Wir arbeiten bereits daran, eine solche automatische Steuerung zu etablieren. Wichtig dabei ist vor allem die Vollautomatisierung der Probennahme in hohem Durchsatz. Eine dritte Herausforderung ist es, die Analytiksysteme an die Fermentationssteuersoftware der Kunden anzubinden.

Dr. Peter Hloch 
Director International Product Management, Roche Custom Biotech, Penzberg

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Ausgabe 2/2013

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http://www.laborwelt.de/spezialthemen/pharmaanalytik/in-prozess-kontrolle.html

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