Serumfreie Medien für die ATMP-Herstellung: CHO und HEK293 im Vergleich | SeamlessBio
Arzneimittel für neuartige Therapien – Gentherapien, Zelltherapien, biotechnologisch bearbeitete Gewebeprodukte – sind auf robuste, GMP-konforme und skalierbare Upstream-Zellkulturprozesse angewiesen. Im Zentrum der meisten ATMP-Upstream-Prozesse steht eine von zwei Produktionsplattformen: CHO-Zellen für therapeutische Proteine und virale Vektoren zur Ex-vivo-Modifikation oder HEK293-Zellen für die Herstellung viraler Vektoren.
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Serumfreies Medium ist in beiden Fällen keine Option, sondern regulatorische Erwartung und fertigungstechnische Notwendigkeit.
Warum die ATMP-Herstellung serumfreie Medien erfordert
Die ATMP-Klassifizierung der EMA und die EU-ATMP-Verordnung (1394/2007) stellen hohe Anforderungen an die Charakterisierung von Rohstoffen. Materialien tierischen Ursprungs – allen voran FKS – bringen mit sich:
- TSE/BSE-Risiko: erfordert TSE-Zertifikate des EDQM und eine Begründung der Herkunft nach Ph. Eur. 5.2.8
- Chargenvariabilität: Jede FKS-Charge ist biologisch verschieden; GMP-Prozesse vertragen keine undefinierte Variabilität bei kritischen Rohstoffen
- Risiko einer Verunreinigung des Endprodukts: Rückstände boviner Proteine können im Endprodukt auftauchen und erfordern einen Nachweis der Abreicherung
Serumfreie, chemisch definierte Medien lösen alle drei Punkte: vollständige Charakterisierung der Komponenten, keine Rohstoffe tierischen Ursprungs, gleichbleibende Leistung von Charge zu Charge.
CHO-Zellen in der ATMP-Herstellung
CHO-Zellen kommen in zwei ATMP-nahen Zusammenhängen vor.
1. Herstellung therapeutischer Proteine für Ex-vivo-Zelltherapien. Zytokine, Wachstumsfaktoren und rekombinante Proteine zur Expansion oder Vorbehandlung von Zelltherapieprodukten (T-Zellen, NK-Zellen, MSCs) werden häufig in CHO produziert. Diese Proteine müssen unter GMP mit vollständiger Charakterisierung hergestellt werden – serumfreies, chemisch definiertes Medium ist hier Standard.
2. Herstellung viraler Vektoren. Einige AAV-Herstellungsplattformen nutzen CHO oder davon abgeleitete Zelllinien. Häufiger findet sich CHO in Strategien mit stabilen Produzentenzelllinien für die großtechnische Herstellung retroviraler oder lentiviraler Vektoren – ein Feld in aktiver Entwicklung.
Für CHO-basierte ATMP-Upstream-Prozesse gelten folgende Anforderungen an das Medium: chemisch definiert, vorzugsweise proteinfrei, Dokumentation der Freiheit von tierischen Bestandteilen, ISO-13485- oder GMP-Zertifizierung des Lieferanten.
→ Serumfreie Medien für CHO-Zellen bei SeamlessBio
HEK293-Zellen in der ATMP-Herstellung
HEK293 ist die dominierende Produktionsplattform für virale Vektoren in der ATMP-Herstellung:
- AAV-Vektoren für die In-vivo-Gentherapie (Netzhautdystrophien, Hämophilie, neuromuskuläre Erkrankungen)
- Lentivirale Vektoren für die Ex-vivo-Modifikation von CAR-T- und TCR-T-Zellen
- Adenovirale Vektoren für bestimmte Impfstoff- und Genkorrekturplattformen
In allen Fällen erwarten die Behörden für die klinische GMP-Herstellung ein serumfreies, chemisch definiertes Medium mit vollständiger Rückverfolgbarkeit. In Phase I/II kann ein chemisch definiertes Medium in Forschungsqualität mit geeigneten Bridging-Studien akzeptabel sein. Für Zulassungsstudien und die kommerzielle Herstellung ist ein Medium in GMP-Qualität mit ISO-13485-Dokumentation erforderlich.
→ Serumfreie Medien für HEK293-Zellen bei SeamlessBio
CHO vs. HEK293 – direkter Vergleich
| CHO | HEK293 | |
|---|---|---|
| Hauptanwendung im ATMP-Bereich | Therapeutische Proteine, einige virale Vektoren | AAV-, lentivirale und adenovirale Vektoren |
| Kulturformat | Suspension (Standard) | Adhärent (HEK293T/FT) oder Suspension (HEK293F) |
| Wichtigste Medieneigenschaft | Chemisch definiert, proteinfrei | Albuminarm, für Transfektion optimiert |
| GMP-Anforderung | ISO 13485, vollständiges CoA | ISO 13485, vollständiges CoA |
| Regulatorische Einstufung | AOF bevorzugt | AOF bevorzugt |
| Weg zum Scale-up | Rührkesselbioreaktor | Bioreaktor (Suspension) oder Mehrlagenflasche (adhärent) |
Den richtigen Lieferanten wählen
In der ATMP-Herstellung ist die Wahl des Mediums eine kritische Qualitätsentscheidung – keine Einkaufsentscheidung. Der Lieferant muss Folgendes bereitstellen:
- Vollständige Komponentenliste mit CAS-Nummern und Herkunftsdokumentation
- Erklärung zur Freiheit von tierischen Bestandteilen mit Rückverfolgbarkeit bis auf Rohstoffebene
- Herstellung in GMP-Qualität mit ISO-13485-Zertifizierung
- Chargenspezifisches CoA und CoO
- Regulatorische Unterlagen zur Unterstützung von IND-/IMPD-Einreichungen
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