7 de agosto de 2019

Vacinas Veterinárias: do Desenvolvimento à Produção

As doenças infecciosas têm um impacto financeiro direto na pecuária devido ao aumento da morbidade e mortalidade que acarretam. A vacinação representa a estratégia mais eficiente de prevenir, controlar e até erradicar esses tipos de enfermidades, minimizando, assim, as consequências econômicas. Além disso, a vacinação de reservatórios naturais é uma ferramenta de prevenção contra doenças que atingem humanos também. Dessa forma, o desenvolvimento e manufatura de imunizantes eficazes e acessíveis são cruciais para o cumprimento desses objetivos.Nesse cenário, a Biotimize atua auxiliando seus clientes a conduzirem seus desenvolvimentos de forma segura e rápida. Através do conhecimento de engenheiros biotecnologistas especialistas em bioprocessos, buscamos as técnicas mais adequadas para os estudos propostos e a melhor estratégia de avaliação de desempenho de moléculas e processos. Além disso, realizamos o diagnóstico das possíveis fontes de variação e perda em seus processos e propomos soluções que são de resolução acessível. Utilizando ferramentas estatísticas (QbD, Análises Multivariadas, etc..) minimizamos suas perdas e custos e maximizamos a sua produção e a qualidade de seus produtos. Dentre uma infinidade de opções para desenvolvimento de vacinas, a decisão para a rota de desenvolvimento deve levar em consideração alguns pontos básicos. Primeiramente, a espécie que será alvo da imunização. Essa escolha deve ser baseada, principalmente, na importância econômica da espécie ou no risco que ela representa na transmissão do patógeno (para outros animais ou para os humanos). Em sequência, deve ser avaliada a abordagem de imunização. A maioria das vacinas veterinárias são na forma de micro-organismos atenuados ou inativados. Entretanto, há uma crescente investigação nas outras formas de imunização: toxóides, subunidades recombinantes, ácidos nucléicos e vetores. Cada uma dessas alternativas apresenta suas vantagens e desvantagens e devem ser relacionada com o tipo de resposta imune que elas devem gerar (humoral, celular ou ambas). Negligenciar os mecanismos de imunidade podem dificultar o desenvolvimento de vacinas eficientes e otimizadas.Tendo isso em mente, é necessário escolher o antígeno. A principal consideração a ser feita, a princípio, é se apenas um antígeno será suficiente ou não para gerar a proteção desejada. Para alguns casos é necessário a utilização de adjuvantes para auxiliar na magnitude ou duração da resposta imunológica gerada. Há uma grande quantidade de adjuvantes já utilizados: emulsões, micropartículas, componentes imunoativos (saponinas, citoquinas, etc.), derivados microbianos e polimeros sintéticos.O desafio não se encontra apenas na produção do imunizante, há a necessidade de se obter um material com pureza determinada. Há diversas formas de se purificar o antígeno: ultracentrifugação com gradiente de densidade, filtração tangencial, extração líquido-líquido, cromatografias, entre outras. Essa etapa é impactante para a viabilidade da tecnologia, uma vez que define, de certa forma, a qualidade do produto final e a produtividade do processo.Por fim, deve-se avaliar a rota de administração para garantir a eficácia na entrega do imunizante. Para isso, é importante considerar a praticidade, a reação e as chances de direcionar ou aumentar a resposta imunológica. Uma das rotas preferenciais é a administração via mucosas (oral, ocular e nasal, por exemplo), uma vez que a entrada da maioria dos micro-organismos ocorrem dessa forma e tem uma praticidade associada.Em todas essas etapas é muito importante ter métodos analíticos que sejam confiáveis e validados para testar as respostas estudadas (títulos virais, concentrações de proteínas, respostas imunes, etc.).Todos os pontos apresentados consideram escalas laboratoriais e testes iniciais (prova de conceito, desafios), entretanto, é muito importante avaliar os aspectos da manufatura em escalas para testes maiores e comerciais.A definição do volume de produção está muito vinculada à demanda. Quando se fala de vacinas, é crucial pensar a respeito do tempo necessário para a produção (devido aos surgimentos de novos mutantes, pandemias, etc..) e sobre a frequência do suprimento (constante ou intermitente). Evitar volumes grandes, ainda mais se tratando de micro-organismo acima de nível de biossegurança 2, é extremamente vantajoso.Tanto do ponto de vista de investimento, quanto de segurança.O design do processo é decisivo na produção de vacinas veterinárias de forma bem sucedida. O tipo de vacina, a célula, tipo de biorreator, o modo de operação, a técnica de purificação e os parâmetros de processo (temperatura, pH, oxigênio dissolvido, composição do meios de cultura) afetam fortemente o crescimento do microrganismo ou da célula eucariótica. Consequentemente, influenciam na produtividade do imunizante.Ter conhecimento dos intervalos ótimos desses parâmetros, meios de culturas otimizados e modo de operação adequado, comumente levam a um processo robusto e preditivo tanto do ponto de vista de quantidade quanto de qualidade.
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Quer continuar seus estudos a respeito de produção de vacinas? Seguem algumas referências abaixo:
Arsang A, Tabatabaie A, Vaziri F, Nejati M, Zolfaghari MR, Fateh A, et al. Optimization of large scale production of Haemophilus influenzae type b polyribosyl -ribitol phosphate. Minerva Biotec 2017;29:17-23. DOI: 10.23736/S1120-4826.16.01855-3
Chambers M.A., Graham S.P., La Ragione R.M. (2016) Challenges in Veterinary Vaccine Development and Immunization. In: Thomas S. (eds) Vaccine Design. Methods in Molecular Biology, vol 1404. Humana Press, New York, NY
Jorge, S., & Dellagostin, O.A. The development of veterinary vaccines: a review of traditional methods and modern biotechnology approaches. Biotechnology Research and Innovation (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.biori.2017.10.001
Lilí Esmeralda Gallo–Ramírez, Alexander Nikolay, Yvonne Genzel & Udo Reichl (2015) Bioreactor concepts for cell culture-based viral vaccine production, Expert Review of Vaccines, 14:9, 1181-1195, DOI: 10.1586/14760584.2015.1067144
Morenweiser R. Downstream processing of viral vectors and vaccines. Gene Ther.12(Suppl. 1), S103–S110 (2005).[Crossref], [PubMed], , [Google Scholar]

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