Industrijski-Proces prečišćavanja na nižem nivou za vakcinu protiv infektivnog rinotraheitisa (IBR) goveda — odjeljak "Ultrafiltracija"

Infektivni rinotraheitis goveda (IBR) je uzrokovan infekcijom virusom goveđeg infektivnog rinotraheitisa (IBRV), također poznatim kao goveđi herpesvirus tip 1 (BHV-1). Bolest je uglavnom karakterizirana respiratornim simptomima i pobačajem. Pored ovih kliničkih manifestacija, IBR može dovesti do smanjenja prinosa mlijeka kod mliječnih goveda i smanjenog prirasta u govedima, što rezultira značajnim ekonomskim gubicima za stočarske farme.

Bolest je imunosupresivne prirode. Kada se javlja kao pojedinačna infekcija, njena patogenost je relativno niska; međutim, kada dođe do miješanih infekcija s drugim virusnim ili bakterijskim bolestima, ozbiljnost i šteta se značajno povećavaju. Vakcinacija je najefikasnija metoda za prevenciju i kontrolu, s dvije glavne vrste vakcina koje su dostupne: žive atenuirane vakcine i inaktivirane vakcine. Trenutno, vakcine protiv infektivnog rinotraheitisa goveda koje se koriste na farmama su pretežno inaktivirane vakcine.

Žive atenuirane vakcine karakterišu jaka imunogenost, brz početak imuniteta i dugo trajanje zaštite (obično više od šest meseci). Obično se koriste za hitnu imunizaciju tokom izbijanja bolesti. Međutim, oni nose potencijalne rizike od širenja virusa, predstavljaju rizik za gravidne krave i ne mogu se koristiti kod latentno zaraženih goveda bez simptoma.

Inaktivirane vakcine odlikuju se visokom sigurnošću, bez rizika od širenja virusa ili povratka virulentnosti, i smatraju se apsolutno sigurnim. Mogu se koristiti kod goveda u svim fazama, uključujući gravidne krave, telad i priplodne bikove. Međutim, nastanak imuniteta je relativno spor i trajanje zaštite je kraće, pa su obično potrebne dopunske imunizacije. U nekim slučajevima, zaštitna efikasnost može biti slabija od živih atenuiranih vakcina.

Bez obzira na to da li se koristi živa atenuirana vakcina ili inaktivirana vakcina, proces prečišćavanja u nastavku može se podijeliti u četiri glavne faze: žetva i bistrenje → koncentracija i primarno prečišćavanje → prečišćavanje poliranjem → inaktivacija/sterilna filtracija i formulacija.

Koncentracija je ključni korak u daljem procesu prečišćavanja vakcina, odmah nakon pojašnjenja. Njegov primarni cilj je brzo smanjivanje sakupljenog velikog-volumena, niske{2}}razbistrene otopine virusa u obliku male{3}}zapremine i visoke{4}}koncentracije uz održavanje bioaktivnosti virusa. Ovo stvara neophodne uslove za naknadne korake finog prečišćavanja visoke{6}}ali niske{7}}kapaciteta, kao što je hromatografija.

Ovaj korak se obično izvodi pomoću ultrafiltracije tangencijalnog protoka (TFF). Princip je sljedeći: otopina viralne hrane teče paralelno s površinom ultrafiltracione membrane sa specifičnom veličinom pora. Pod pritiskom, male molekule kao što su voda, soli i određene nečistoće prolaze okomito kroz membranu i uklanjaju se, dok se netaknute čestice virusa, koje su mnogo veće od pore membrane, zadržavaju, kontinuirano cirkulišu i koncentrišu. U poređenju sa tradicionalnim centrifugiranjem velikom brzinom, ova metoda je nježnija za lomljive viruse kao što je IBRV, koji imaju lipidni omotač. Efikasno smanjuje strukturno oštećenje virusa i gubitak aktivnosti uzrokovan velikim silama smicanja i podložnije je linearnom povećanju-za industrijsku proizvodnju.

Uspješna operacija koncentracije je mnogo više od jednostavnog smanjenja volumena. Ključne tačke za optimizaciju procesa uključuju: preciznu kontrolu transmembranskog pritiska i brzine protoka kako bi se izbalansirala efikasnost filtracije uz minimiziranje polarizacije koncentracije i onečišćenja membrane; odabir odgovarajućeg materijala membrane i veličine pora kako bi se osiguralo visoko zadržavanje virusa i protok permeata; i pronalaženje optimalne ravnoteže između oporavka virusa, faktora koncentracije i vremena obrade. Koncentrovana virusna suspenzija ne samo da postiže značajno veći titar, već postiže i preliminarno pročišćavanje uklanjanjem velikog dijela nečistoća{2}}topivih u vodi. Ovo obezbeđuje neophodnu zapreminu i osnovu koncentracije za sledeće kritične korake prečišćavanja, kao što su hromatografija i tretman nukleazom, čineći koncentraciju centralnim čvorištem efikasnosti u čitavom nizvodnom procesu.

Sekundarna dijafiltracija je kritičan korak u daljnjem prečišćavanju vakcine, postavljen nakon finog prečišćavanja i prije formulacije. Obično se provodi nakon hromatografije i tretmana nukleazom. Njegova osnovna svrha nije početna koncentracija, već razmjena sistema i precizno prilagođavanje uslova finalne formulacije. Proces se izvodi u sistemu ultrafiltracije tangencijalnog protoka (TFF), gdje se svježi, čisti pufer formulacije kontinuirano dodaje u cirkulirajući koncentrirani virusni rastvor, dok se originalni rastvarač i male nečistoće -molekula uklanjaju. Ova operacija efikasno i nežno eliminiše zaostale soli, organske rastvarače, produkte razgradnje nukleaza i tragove rastvorljivih nečistoća koje su preostale iz procesa prečišćavanja.

Ključ je u održavanju konstantnog volumena ili primjeni manjih prilagodbi koncentracije kako bi se osiguralo da koncentracija virusa zadovoljava specifikacije formulacije. Za krhke viruse sa omotačem kao što je virus infektivnog rinotraheitisa goveda (IBRV), nježno hidrodinamičko okruženje sekundarne dijafiltracije ključno je za očuvanje integriteta čestica i imunogenosti. Na kraju, ovaj korak pruža čvrstu osnovu za naknadnu inaktivaciju (ako je potrebno), dodavanje adjuvansa ili stabilizatora i konačno punjenje, osiguravajući da konačni proizvod uđe u formulaciju sa definiranim komponentama, ujednačenim uvjetima i dobrom kompatibilnošću. Stoga je to jedan od ključnih koraka za osiguranje sigurnosti vakcine, stabilnosti i konzistentnosti -do{4}} serije.

IBRV je omotani, dvostruki{0}}lančani linearni DNK virus sa približno sferičnim omotačem. Zrele IBRV čestice imaju prečnik od oko 160-230 nm. U skladu s tim, korištenje ultrafiltracijskih membrana od 100, 300 ili 500 kDa može zadržati IBRV dok uklanja neke kontaminirajuće proteine. Stopa obnavljanja ultrafiltracijom membranskih kaseta Jiuling Technology varira u zavisnosti od vrste materijala za punjenje, ali generalno dostiže 90-95%.