Nær-infrarød spektroskopi kan forbedre fremstillingen af ​​influenzavacciner

Nyere forskning fra North Carolina State University skitserer, hvordan nær-infrarød (NIR) spektroskopi kan bruges til at gøre fremstilling af cellekultur-baseret influenzavaccine hurtigere og mere effektiv.

Forskerne demonstrerede brugen af ​​en NIR-probe til at måle koncentrationen af ​​influenzavirus i celler, der dyrkes i en bioreaktor.

"NIR-teknikken er hurtigere, mere nøjagtig og mere konsistent end den standardmetode, der i øjeblikket anvendes til at måle virale koncentrationer i celler, " siger John Sheppard, en professor i bioprocessing science ved NC State og tilsvarende forfatter til et papir, der beskriver arbejdet. "NIR-sonden giver os tæt på realtidsdata om virale koncentrationer, hvorimod standardmetoden til måling af viral koncentration involverer en kompliceret proces, der kan tage en time eller mere.

"At få data, der hurtigt kan hjælpe på en række måder. Det kan fortælle vaccineproducenterne, hvornår det optimale tidspunkt er at høste cellerne. Det kan hjælpe producenterne med at udvikle en fodringsstrategi for at optimere celle- og virusvækst. Det kan hjælpe med at opdage potentielle problemer med en batch hurtigere. Det kunne endda tillade processen at blive delvist automatiseret."

En stor del af fremstillingen af ​​influenzavacciner foregår i øjeblikket ved hjælp af fjerkrææg. Imidlertid, denne tilgang – først udviklet i 1940'erne – har en række ulemper:den resulterende vaccine kan ikke bruges af patienter med ægallergi; den lange fremstillingstid og øgede risiko for mutationer gør det mere sandsynligt, at den resulterende vaccine ikke vil matche de stammer af influenzavirus, som offentligheden står over for; det er mere modtageligt for mikrobiel kontaminering; og det kan ikke fremstilles hurtigt nok til at reagere på pandemiske influenzaudbrud.

"Cellekultur-baseret fremstilling har færre mutationer, færre allergiproblemer, og er nemmere at skalere op, " siger Sheppard. "Men det betyder ikke, at det er nemt. Industrien er allerede ved at gå over til cellekultur-baseret vaccinefremstilling, men der er infrastruktur og regulatoriske udfordringer. Vi tror, ​​at brugen af ​​NIR-spektroskopi kan bidrage til at gøre cellekultur-baseret fremstilling mere effektiv og forudsigelig."

Før de kunne teste NIR-spektroskopi-tilgangen til måling af viral koncentration, forskerne stod over for en grundlæggende udfordring:den eksisterende standardmetode til at opnå disse målinger var så unøjagtig, at den ikke kunne bruges til at validere NIR-teknikken.

"Vi var nødt til at udvikle en forbedret manuel metode - som er væsentligt mere arbejdskrævende - som tilbød mere nøjagtige målinger end standard laboratoriemetoden, " siger Sheppard. "Ved at bruge den nye metode, vi var i stand til at vurdere nøjagtigheden af ​​NIR-spektroskopien, og resultaterne var lovende."

Ved de fleste virale koncentrationer, NIR-spektroskopien var langt mere præcis end den traditionelle standardmetode – såvel som meget hurtigere. Men ved de højeste koncentrationer, nøjagtigheden led – selvom den stadig var mindst lige så præcis som standardmetoden.

"Dette er et proof of concept, " siger Sheppard. "Vi vil gerne inkorporere yderligere datasæt for yderligere at forfine den model, vi bruger til at oversætte NIR-spektroskopidata til virale koncentrationstal. Ideelt set vi vil gerne samarbejde med vaccineproducenter om at finjustere processen og sætte den i gang."

Papiret, "Cellekultur-baseret influenzavaccinefremstilling:evaluering af nær-infrarød spektroskopi til in-line bestemmelse af virustitere, " er offentliggjort i september-udgaven af ​​tidsskriftet BioProcess International .