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Tendencias del mercado 1
Desarrollo de cultivos celulares: Innovador biorreactor desechable/soluciones para el análisis de proteínas no marcadas
Noticias sobre productos 2
Biorreactor desechable XRS 20 de Pall: Diseño de nueva generación para cultivos celulares de máximo rendimiento
Plataforma ForteBio Octet® de Pall: Análisis de proteínas no marcadas con grandes resultados
Sistema ForteBio BLItzTM de Pall: Análisis de proteínas no marcadas para microvolúmenes
Aplicación 3
Biosensor de Fab-CH1 antihumano: Biosensor óptico Dip and ReadTM para el análisis directo de Fab, F(ab‘)2 e IgG humanos
Entrevista 3
Ventajas de la interferometría de biocapa, con la Dra. Julia Janzon, jefa de caracterización y preformulación de proteínas (Formycon AG)
Tecnología 4
Interferometría de biocapa (BLI) ¿Cómo funciona?
Índice
Número 5 – Junio de 2013 www.pall.com/biopharm
Tendencias del mercadoInnovadoras herramientas para el desarrollo de cultivos celulares
El rápido desarrollo de los procesos de cultivo celular y la búsqueda de un mayor rendimiento en la producción de proteínas terapéuticas representa un desafío histórico para el sector biofarmacéutico. Pall Life Sciences y su división ForteBio desarrollan
modernas herramientas para el desarrollo y análisis de procesos que permiten hacer frente a tales demandas. Algunas de ellas componen a un amplio espectro de biorreactores y herramientas de análisis de proteínas no marcadas.
El novedoso biorreactor XRS 20 de Pall y el exclusivo microbiorreactor Micro-24 facilitan la selección rápida de líneas celulares óptimas, así como la optimización de los procesos de cultivo celular. Ambos productos unen fuerzas con la gama de sistemas de análisis en tiempo real de proteínas no marcadas ForteBio de Pall para ofrecer funciones de control de la expresión proteica, la selectividad proteica y la actividad biológica. Todos ellos son sistemas destinados a mejorar la eficiencia de los departamentos de I+D y simplificar el desarrollo del cultivo celular.
En general, el desarrollo del cultivo celular tiene por objetivo la identificación de aquellas líneas celulares que dan lugar a las mayores cantidades del producto más apropiado en el menor tiempo posible. En el caso del filtrado celular de hibridomas, por ejemplo, una vez preparadas las células fusionadas para el cultivo, los sistemas ForteBio de Pall facilitan la identificación y selección rápidas de aquellos hibridomas que producen anticuerpos con la especificidad apropiada para el antígeno de interés.
El mismo principio es aplicable a la identificación de los clones más productivos en sistemas de expresión estándar (células de mamíferos, insectos y plantas). La obtención de títulos de proteínas activas en tiempo real también es de gran utilidad para optimizar las condiciones y el medio de cultivo. Ello permite ahorrar tiempo de desarrollo a partir de la optimización temprana incluso en las etapas de adaptación y fabricación, y facilita la resolución de los problemas de fabricación antes de que se de por perdido un lote completo.
En comparación con las técnicas de análisis de proteínas de varias etapas y su elevado consumo de tiempo y muestras, como ELISA o HPLC, los sistemas de análisis de proteínas no marcadas ForteBio Octet y BLItz de Pall simplifican notablemente el flujo de trabajo analítico, al no sufrir los efectos derivados de los residuos celulares y minimizar la preparación de muestras. De este modo, el análisis de las muestras procedentes del biorreactor puede llevarse a cabo rápidamente y en un solo paso.
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Número especial sobre cultivo celular
Dr. Dirk SieversEditor
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Un biorreactor con diseño de nueva generaciónEl nuevo biorreactor XRS 20 de Pall es un novedoso sistema de biorreacción desechable diseñado para el cultivo en suspensión de células de mamíferos. Es apto para un amplio abanico de aplicaciones, desde la investigación biológica básica hasta las operaciones de expansión en serie y producción GMP. Al acelerar el suministro de nutrientes al microentorno celular (así como la eliminación de los metabolitos), permite a las células desarrollar densidades mayores con mayor viabilidad general, dando lugar a niveles de expresión proteica notablemente superiores.
El biorreactor XRS 20 de Pall ofrece magníficos resultados gracias a su exclusiva tecnología de agitación biaxial, que minimiza los tiempos de mezcla y mejora las propiedades de transferencia másica. Además, gracias al biocontenedor 3D Allegro™ XRS 20, genera un patrón de remolino de baja turbulencia. En condiciones de agitación similares, el biorreactor XRS 20 de Pall mezcla casi 3 veces más rápido que los mezcladores convencionales y demuestra poseer propiedades de transferencia másica y oxigenación muy superiores.
Sistema de biorreacción desechable de máximo rendimiento para cultivo celular
Sistema de biocontenedor 3D Allegro de sólido diseño
Exclusivas propiedades de agitación
Amplio espectro de aplicaciones
Avanzadas funciones de control
Análisis de proteínas no marcadas con grandes resultadosLos sistemas ForteBio Octet de Pall proporcionan funciones de análisis de proteínas no marcadas en tiempo real con una eficiencia económica, facilidad de uso y rendimiento sin precedentes. Haciendo uso de la interferometría de biocapa (BLI), aceleran el desarrollo de productos biofarmacéuticos haciendo posible la medida de la concentración proteica y la determinación de la afinidad, la cinética y la especificidad de las interacciones biomoleculares con gran rapidez. Por poner un ejemplo, un sistema Octet es capaz de llevar a cabo la cuantificación proteica específica de 96 muestras en menos de 30 minutos.
Estos sistemas permiten a los investigadores ejecutar análisis que tradicionalmente se realizan aplicando las técnicas ELISA, HPLC o SPR. Las muestras se miden en paralelo empleando biosensores regenerables sin necesidad de usar agentes de detección o componentes microfluídicos. La plataforma se compone de instrumentos de 8 o 16 canales, compatibles con formatos de 96 o 384 pozos. Los sistemas Octet cuentan con funciones de reincorporación de biosensores para mejorar la eficiencia del flujo de trabajo, reducir el uso de moléculas de captura y minimizar los costes del ensayo.
Medida de muestras brutas con mínima preparación
No es preciso invertir tiempo en la limpieza, el mantenimiento o la instalación del sistema
Cuantificación más rápida que empleando las técnicas ELISA o HPLC
Filtrado de más muestras en menos tiempo
Recuperación total de las muestras
Análisis de proteínas no marcadas para microvolúmenesEl sistema de ensayo personal ForteBio BLItz de Pall permite a los científicos detectar proteínas activas fácil y económicamente con sólo unas pocas muestras de volumen limitado. Con sólo una pequeña gota de muestra, el sistema es capaz de llevar a cabo una cuantificación proteica y un análisis de cinética y afinidad de las interacciones proteicas con gran rapidez, de acuerdo con el sencillo proceso
“depositar, leer, listo”. El sistema, de gran sensibilidad, ha sido diseñado para facilitar a cualquier profesional que trabaje con proteínas y, en particular, a aquellos que se dediquen a la cuantificación proteica, el control de la expresión proteica y la ejecución de estudios de ingeniería de proteínas.
Los análisis requieren de 15 a 20 veces menos volumen de muestra en comparación con las técnicas SPR para proteínas no marcadas o ELISA basada en microplacas. El sistema usa la interferometría de biocapa (BLI) para detectar pequeños cambios en el número de moléculas adheridas a un biosensor de uso inmediato. Dado que la tasa de adherencia es proporcional al número de moléculas, el sistema es capaz de proporcionar una cuantificación directa incluso con muestras brutas. ¡La ejecución del ensayo es tan sencilla como sumergir el biosensor en la muestra!
Cuantificación con sólo 4 µL de muestra en menos de un minuto
Obtención de curvas de adherencia en tiempo real en segundos o minutos
Amplio abanico de biosensores
Sistema de dimensiones compactas
Precio asequible
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Número especial sobre cultivo celular
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La interferometría de biocapa simplifica la caracterización de proteínas biofarmacéuticas. Formycon AG, empresa con sede en Martinsried (Alemania), hace uso del potencial de esta innovadora tecnología para el desarrollo de biofarmacéuticos y biosimilares.
¿Para qué tipo de terapias usan esta tecnología?
Formycon AG desarrolla biofarmacéuticos y biosimilares. Usamos la tecnología BLI para la cuantificación y caracterización funcional de diferentes elementos terapéuticos
basados en proteínas, como los anticuerpos monoclonales, los fragmentos de anticuerpos, las proteínas receptoras y los factores de crecimiento.
¿Qué hace exactamente por ustedes la interferometría de biocapa?
Las dos áreas principales en las que aplicamos la tecnología BLI son la caracterización cuantitativa y cualitativa de biomoléculas. En este sentido, la tecnología BLI nos permite cuantificar compuestos biológicos en medios complejos, como sobrenadantes y lisados celulares en cultivos celulares. También empleamos esta tecnología para el desarrollo de la técnica ELISA, ya que reduce notablemente los tiempos de desarrollo.
En el caso de la caracterización funcional y cinética de biomoléculas, trabajamos en el desarrollo de diversos ensayos de enlace de moléculas específicas con objeto de obtener parámetros cinéticos, como las constantes de disociación y las tasas de activación/desactivación, que proporcionan información acerca de la actividad cinética de la molécula. Todos estos parámetros funcionales nos permiten demostrar la biosimilitud entre un posible candidato a biosimilar y el producto original.
También empleamos la tecnología para realizar comparaciones entre lotes y estudios de estabilidad, así como para desarrollar fórmulas, ya que la actividad de una proteína depende siempre de su correcto plegamiento.
En el pasado llevamos a cabo también ensayos de detección destinados a examinar las propiedades de candidatos a medicamentos en medios complejos (en este caso en particular empleando un sistema de transcripción in vitro) a la hora de establecer enlaces con sus proteínas receptoras correspondientes. Ello nos permitió determinar varios aspectos funcionales en una etapa muy temprana del proceso de desarrollo.
¿Cuál es el potencial de la tecnología BLI en comparación con la técnica ELISA?
El desarrollo convencional aplicando la técnica ELISA equivale a usar una “caja negra”. Lo que confiere un gran potencial a la tecnología BLI es el modo en que permite reducir notablemente el tiempo de desarrollo como resultado de las posibilidades de detección directa en línea en todas las etapas del proceso. Las reacciones de enlace que generan los pares de anticuerpos se pueden probar y controlar en tiempo real, lo cual afecta también a los tiempos de incubación, las condiciones tampón y las etapas de lavado. Todo ello permite aplicar cualquier procedimiento de resolución de problemas u optimización de un modo más específico.
La técnica ELISA se puede procesar empleando el formato de 96 pozos o convertirse en un sistema Octet para maximizar los resultados. De este modo, es posible procesar una misma cantidad de muestras más rápida y económicamente, con la ventaja añadida de poder obtener los parámetros cinéticos en tiempo real.
Aplicación EntrevistaBiosensor de Fab-CH1 antihumanoEl nuevo biosensor se compone de un ligando de afinidad CH1 antihumano preinmovilizado y de alta afinidad que establece enlaces específicos con el dominio CH1 de las cuatro subclases de IgG humana, independientemente del tipo de cadena ligera. Su exclusiva selectividad lo convierte en una plataforma óptima para el análisis de IgG humana o cualquier fragmento Fab derivado de la IgG humana, sin sufrir los efectos derivados de los populares contaminantes que contienen los productos, como la sobreexpresión de cadenas ligeras libres o anticuerpos de otras especies. Se trata de un biosensor que mejora el flujo de trabajo y los aspectos económicos en comparación con los métodos tradicionales.
El biosensor de Fab-CH1 antihumano abre las puertas a nuevas formas de localización de epítopos, así como al ensayo de la optimización de enlaces de pares como resultado de la orientación invertida de la captura de IgG humana. Asimismo, facilita el análisis de sobrenadantes, lisados brutos y fracciones de columnas en cultivos celulares para la aceleración del desarrollo de medicamentos bioterapéuticos para seres humanos.
Biosensor óptico para el análisis
directo de Fab, F(ab‘)2 e IgG humanos
Múltiples medidas de interacción sin agentes de detección
Diseñado específicamente para los
sistemas Octet y BLItz
Dra. Julia Janzon, jefa de caracterización y preformulación de proteínas
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Enlaces con IgG Enlaces con F(ab‘)2
Enlaces con Fab
La cadena ligera libre no establece ningún enlace al
carecer de CH1
Ventajas de la interferometría de biocapa (BLI) y el desarrollo de medicamentos y biosimilares
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Interferometría de biocapa (BLI)¿Cómo funciona la tecnología BLI? La tecnología que emplean los sistemas ForteBio Octet y BLItz de Pall se basa en los principios de la interferometría óptica (esto es, la interacción entre las ondas de luz). Cuando dos ondas que se propagan están perfectamente en fase (sus picos y valles coinciden exactamente), la onda resultante posee una amplitud equivalente a la suma de las dos ondas; tiene lugar entonces una interferencia constructiva. Cuando dos ondas que se propagan están completamente desfasadas (los picos de una onda coinciden exactamente con los valles de la otra), la onda resultante posee amplitud cero; tiene lugar entonces una interferencia destructiva.
Una vista ampliada de un biosensor basado en fibra de vidrio ForteBio de Pall muestra que la interacción en la superficie química tiene lugar justo en el extremo de la fibra de vidrio. En los sistemas ForteBio Octet o BLItz de Pall, se envía un haz de luz blanca a través de la fibra de vidrio que se refleja en dos interfaces situadas en el extremo: una situada entre la fibra de vidrio y la capa biocompatible patentada, y otra situada entre la superficie química del ligando y la solución (figura 1, izquierda).
Al proceder ambas reflexiones de la misma fuente de luz, las dos poseen la misma longitud de onda. Al descomponer las dos reflexiones y controlar y analizar el mismo canal de color (o longitud de onda) para cada reflexión, surge un patrón de interferencia. Representando las amplitudes relativas de todas las longitudes de onda es posible conseguir un perfil interferométrico y usarlo como base para llevar a cabo una medida BLI (figura 2, línea discontinua).
Cuando las moléculas se adhieren a la superficie del biosensor, la longitud que debe recorrer la reflexión generada por la interfaz situada entre la superficie y la solución aumenta, mientras que la que debe recorrer la otra reflexión continúa siendo la misma (figura 1, derecha). Ello altera los patrones de interferencia de todas las longitudes de onda y da lugar a un nuevo perfil interferométrico desplazado hacia la derecha en relación con el original (figura 2, línea continua).
Este resultado óptico permite el control en tiempo real de las uniones moleculares que tienen lugar en la superficie del biosensor. Cuantas más moléculas se adhieren a la superficie, más a la derecha se desplaza el perfil interferométrico. Análogamente, el perfil interferométrico se desplaza hacia la izquierda conforme
las moléculas se disocian de la superficie. Medir dicho desplazamiento y representar su magnitud en función del tiempo permite obtener una curva clásica de asociación/disociación (figura 3).
La tecnología que incorporan los sistemas ForteBio Octet y BLItz de Pall aprovecha el potencial de detección en tiempo real de moléculas no marcadas de la tecnología BLI integrándola en equipos fáciles de usar y mantener. Casi todas las tecnologías basadas en superficie disponibles hoy en el mercado exigen el flujo de las muestras a través de un sensor en sistemas microfluídicos de difícil mantenimiento y propensos a frecuentes averías. Los sistemas ForteBio Octet y BLItz de Pall, por el contrario, no son microfluídicos y hacen entrar en contacto directamente los biosensores con las muestras, permitiendo de este modo a los científicos llevar a cabo sus investigaciones con mayor rapidez y maximizando su productividad.
Tecnología
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Sede en Asia-PacíficoSingapurTel.: +65 6389 [email protected] e-mail
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© 2013, Pall Corporation. Pall, , Allegro, BLItz, Dip and Read, ForteBio y Octet son marcas comerciales de Pall Corporation. ® indica una marca comercial registrada en Estados Unidos. TM indica una marca comercial de derecho consuetudinario. Filtration. Separation. Solution. es una marca de servicio de Pall Corporation.
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Número especial sobre cultivo celular
Fig. 1: Biosensor, reflexión de la luz en ausencia y en presencia de moléculas de muestra
Fig. 2: Desplazamiento del perfil interferométrico Fig. 3: Desplazamiento del perfil interferométrico
