Biyobenzer insan monoklonal antikorlarının üretiminde üst akım sürecinin optimizasyonu
Optimization of upstream process for biosimilar human monoclonal antibodies
Yazar: ÇAĞLA KIRIMLIOĞLU
Danışman: PROF. DR. TAMER YAĞCI
Gebze Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Genetik = Genetics

Özet:
Biyoteknolojik ilaçlar, kompleks ve çok çeşitli olma özellikleri ile jenerik ilaçlardan ayrılırlar. Bu büyük moleküllü ilaçlar, çekirdekli veya çekirdeksiz canlı sistemlerde üretilebilirler. Biyobenzerler, orijinal biyoteknolojik ürünlerin pazardaki talebini seçeneklendirmek ve üretim maliyetini düşürmek amacıyla ortaya çıkmıştır. Amerika Gıda ve İlaç Kurumu ile Avrupa İlaç Kurumu otoriteleri, biyobenzerlerin kalite, güvenlik ve etkinlik açısından orijinal ürünlere benzemesi gerektiğini belirtmiştir. Bu çalışma, orijinal monoklonal antikor bazlı bir biyoteknolojik ilacın yerli biyobenzer üretimini hedeflemiştir ve İLKO ARGEM Biyoteknoloji Merkezi'nde gerçekleştirilmiştir.
Çalışma boyunca, hedefe spesifik hücre hattı kullanılarak üst akım süreci yürütülmüştür. Erlen ölçeğindeki optimizasyon çalışmaları, medya-besiyeri taramaları, medya destekleyiciler ve konsantrasyonları, hücre ekim konsantrasyonları ve sıcaklık değişim parametrelerini inceleyerek başlatılmıştır. Optimizasyonlar sonucunda Besiyeri C ve takviye besiyeri 2 kullanılarak, 4 g/L galaktoz eklemesi ile 1.3 x 106 hücre/ml konsantrasyonunda optimum koşullar elde edilmiştir. Sıcaklık değişim noktası 33°C ve kültür verimi 3.1 g/L olarak belirlenmiştir. Ürün, otoritelerce belirlenen biyobenzerlik karakterizasyonlarına tabii tutulmuştur.
Laboratuvar ölçeğinde elde edilen optimum koşullar ile 3L ve 10L ölçek büyütme çalışmaları yürütülmüştür. Büyük ölçek çalışmalarında biyoreaktör içerisindeki pH, ortam sıcaklığı, çözünmüş oksijen seviyesi, karıştırma hızı ve güç sayısı optimize edilmiştir. Optimum koşullar 50% çözünmüş oksijen seviyesi, pH 6.95, 36.5°C ortam sıcaklığı ve güç sayısı 17 olarak belirlenmiştir.
Optimizasyon çalışmaları sonucunda, referans ürüne benzer, kalite standartlarını en yüksek verimle sağlayan, laboratuvar ölçeği ve büyük ölçek olarak hedefe spesifik bir üst akım prosesi geliştirilmiş ve optimize edilmiştir.

Abstract:
Biotechnological drugs differ from generic drugs due to their complexity and diversity. These large molecule drugs can be produced in nucleated or non-nucleated living systems. Biosimilars have emerged to diversify the market demand for original biotechnological products and reduce production costs. The FDA (Food and Drug Administration) and EMA (European Medicines Agency) authorities have specified that biosimilars must resemble the original products in terms of quality, safety, and efficacy. This study aimed to produce a local biosimilar of an original monoclonal antibody-based biotechnological drug and was carried out at the İLKO Argem Biotechnology Center.
Throughout the study, the upstream process was conducted using a target-specific cell line. Optimization studies at the Erlen scale began with media screenings, media additives and concentrations, cell seeding concentrations, and temperature shift parameters. As a result of the optimizations, optimum conditions were achieved using Media C and Feed 2, with the addition of 4 g/L galactose and a cell seeding density of 1.3 x 106 cells/mL. The temperature shift point was 33°C, and the culture yield under optimum conditions was determined to be 3.1 g/L. The product was subjected to biosimilarity characterizations specified by the authorities.
Scale-up studies from the laboratory scale to 3L and 10L were conducted using the optimum conditions obtained. In the large-scale study, parameters such as pH, ambient temperature, dissolved oxygen level, agitation rate, and power number in the bioreactor were optimized. The optimum conditions were determined as 50% dissolved oxygen level, pH 6.95, ambient temperature of 36,5°C, and power number 17.
As a result of the optimization studies, an upstream process that meets quality standards similar to the reference product with the highest yield was developed and optimized both at the laboratory scale and large scale.