Recent onderzoek van de North Carolina State University schetst hoe nabij-infrarood (NIR) spectroscopie kan worden gebruikt om de productie van griepvaccins op basis van celculturen sneller en efficiënter te maken.

De onderzoekers demonstreerden het gebruik van een NIR-sonde om de concentratie van het influenzavirus te meten in cellen die in een bioreactor worden gekweekt.

"De NIR-techniek is sneller, nauwkeuriger en consistenter dan de standaardmethode die momenteel wordt gebruikt om virale concentraties in cellen te meten, " zegt John Sheppard, een professor in bioprocessing science bij NC State en corresponderende auteur van een paper waarin het werk wordt beschreven. "De NIR-sonde geeft ons bijna realtime gegevens over virale concentraties, terwijl de standaardmethode voor het meten van de virale concentratie een ingewikkeld proces is dat een uur of langer kan duren.

"Het snel verkrijgen van gegevens kan op een aantal manieren helpen. Het kan vaccinfabrikanten vertellen wanneer het optimale moment is om de cellen te oogsten. Het kan fabrikanten helpen een voedingsstrategie te ontwikkelen om de cel- en virusgroei te optimaliseren. Het kan helpen bij het opsporen van potentiële problemen met een batch sneller. Het zou zelfs mogelijk kunnen zijn om het proces gedeeltelijk te automatiseren."

Een groot deel van de productie van griepvaccins wordt momenteel gedaan met behulp van pluimvee-eieren. Echter, deze benadering – voor het eerst ontwikkeld in de jaren 1940 – heeft een aantal nadelen:het resulterende vaccin kan niet worden gebruikt door patiënten met ei-allergie; de lange productietijd en het verhoogde risico op mutaties maken het waarschijnlijker dat het resulterende vaccin niet overeenkomt met de stammen van het griepvirus waarmee het publiek wordt geconfronteerd; het is gevoeliger voor microbiële besmetting; en het kan niet snel genoeg worden vervaardigd om te reageren op pandemische griepuitbraken.

"Op celcultuur gebaseerde productie heeft minder mutaties, minder allergieproblemen, en is makkelijker op te schalen, ' zegt Sheppard. 'Maar dat betekent niet dat het gemakkelijk is. De industrie gaat al over op de productie van vaccins op basis van celculturen, maar er zijn uitdagingen op het gebied van infrastructuur en regelgeving. We denken dat het gebruik van NIR-spectroscopie kan helpen om op celcultuur gebaseerde productie efficiënter en voorspelbaarder te maken."

Voordat ze de NIR-spectroscopie-aanpak voor het meten van de virale concentratie konden testen, de onderzoekers stonden voor een fundamentele uitdaging:de bestaande standaardmethode voor het verkrijgen van deze metingen was zo onnauwkeurig dat deze niet kon worden gebruikt om de NIR-techniek te valideren.

"We moesten een verbeterde handmatige methode ontwikkelen - die aanzienlijk arbeidsintensiever is - die nauwkeurigere metingen bood dan de standaard laboratoriummethode, "zegt Sheppard. "Door de nieuwe methode te gebruiken, konden we de nauwkeurigheid van de NIR-spectroscopie beoordelen, en de resultaten waren veelbelovend."

Bij de meeste virale concentraties, de NIR-spectroscopie was veel nauwkeuriger dan de traditionele standaardmethode - en ook veel sneller. Maar bij de hoogste concentraties, nauwkeurigheid leed - hoewel het nog steeds minstens zo nauwkeurig was als de standaardmethode.

"Dit is een proof of concept, " zegt Sheppard. "We willen graag aanvullende datasets opnemen om het model dat we gebruiken om NIR-spectroscopiegegevens te vertalen in virale concentratiegetallen verder te verfijnen. Ideaal, we willen graag samenwerken met vaccinfabrikanten om het proces te verfijnen en aan het werk te zetten."

De krant, "Op celcultuur gebaseerde productie van griepvaccins:evaluatie van nabij-infraroodspectroscopie voor in-line bepaling van virustiters, " is gepubliceerd in het septembernummer van het tijdschrift BioProcess International .