Very Large Scale Monoclonal Antibody Purification: The Case for Conventional Unit Operations

Abstract

Technology development initiatives targeted for monoclonal antibody purification may be motivated by manufacturing limitations and are often aimed at solving current and future process bottlenecks. A subject under debate in many biotechnology companies is whether conventional unit operations such as chromatography will eventually become limiting for the production of recombinant protein therapeutics. An evaluation of the potential limitations of process chromatography and filtration using today's commercially available resins and membranes was conducted for a conceptual process scaled to produce 10 tons of monoclonal antibody per year from a single manufacturing plant, a scale representing one of the world's largest single-plant capacities for cGMP protein production. The process employs a simple, efficient purification train using only two chromatographic and two ultrafiltration steps, modeled after a platform antibody purification train that has generated 10 kg batches in clinical production. Based on analyses of cost of goods and the production capacity of this very large scale purification process, it is unlikely that non-conventional downstream unit operations would be needed to replace conventional chromatographic and filtration separation steps, at least for recombinant antibodies.

Development of a generic transient transfection process at 100 L scale

“…The purification method followed a simple and efficient purification cascade using only three chromatography steps that is standard in large-scale downstream processing for monoclonal antibodies and Fc fusion proteins (mAbs) (Kelley 2007;Abhinav et al 2007). Protein A chromatography served as the key volume reduction and capture step.…”

Les systèmes alternatifs de production d’anticorps monoclonaux thérapeutiques

“…L'apport thérapeutique incontestable de l'immunothérapie et son coût élevé n'ont pas manqué de stimuler un débat animé, notamment auprès des caisses d'assurance maladie. Mais ni ces considérations médi-cales et sociales, ni l'augmentation des productivités ne se sont traduites par une diminution notable du coût des traitements, en raison en partie des fortes doses thérapeutiques requises et des difficultés associées au traitement et à la purification des Acm à partir de grands volumes [3]. Dans ce contexte, des systèmes de production alternatifs aux systèmes mammaliens sont considérés avec beaucoup d'attention, et pourraient permettre une baisse progressive des coûts de production, voire une amélioration de l'index thérapeutique, tout en maintenant l'exigence sanitaire requise pour > Les anticorps monoclonaux thérapeutiques commercialisés ou en développement sont produits à partir de cellules de mammifères en culture, dont notamment la cellule de hamster CHO.…”

“…Par contre, la production par les plantes ou les animaux transgéniques est élevée, et n'est théoriquement limitée que par la surface mise en culture ou par le nombre élevé d'animaux. 3 Le critère de « glycosylation » représente ici la similarité du profil de glycosylation de protéines hétérologues exprimées par le système considéré avec le profil de glycosylation obtenu dans les systèmes mammaliens. Cette comparaison ne tient pas compte des modifications apportées par ingénierie génétique afin « d'humaniser » les systèmes de production non mammaliens.…”

Preparation of nanogel-immobilized porous gel beads for affinity separation of proteins: fusion of nano and micro gel materials

“…28 However, soft and hydrophilic gel beads (GB) are not suitable for high flow rates and/or large-scale processes because the gel structures would easily collapse under the backpressure and would become stuck in the column. 29 Macroporous and hydrophilic GB stabilized by cross-linkers are ideal solid supports for high-capacity, large-scale and fast protein purification processes. 30 We have reported that hydrophilic macroporous GB with a high-pressure resistance can be prepared by the suspension polymerization of methacrylate and a cross-linker in the presence of porogens.…”