Gestión de riesgos aplicado al diseño de un nuevo proceso productivo de un inmunoterapéutico del Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología / Risk management applied to the design of a new production process for an immunotherapeutic from the Center for Genetic Engineering and Biotechnology

El estudio expone las acciones dirigidas a la reducción de los riesgos en el diseño de un nuevo proceso de producción del ingrediente farmacéutico activo de un inmunoterapéutico producido en el Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología. El análisis modal de fallas y efectos fue conducido por un equipo multidisciplinario del referido centro. La administración de riesgos a la calidad se aplicó a la tecnología de obtención de una proteína recombinante con uso diagnóstico que se proponía transferir a la Dirección de Desarrollo Tecnológico. El riesgo en el diseño de un nuevo proceso de producción evaluó las fallas de mayor influencia en el bajo recobrado y el incumplimiento de las especificaciones de calidad del inmunoterapéutico. Las causas potenciales de estos fallas fueron: la insuficiente cantidad de viales de los bancos de células, el medio de cultivo complejo con componentes de origen bovino, la incorrecta manipulación de las muestras por los operarios, el uso de equipamiento no adecuado, los parámetros de operación (agitación, pH y conductividad) fuera de límites de especificación con efecto sobre la pureza por el alto porcentaje de contaminantes del hospedero; así como, un medio filtrante inadecuado unido a una incorrecta preparación del sistema de filtración redundantes en un producto no estéril. Las acciones llevaron a modificaciones en la tecnología propuesta por la Dirección de Investigaciones Biomédicas que permitió el diseño de un nuevo proceso productivo para un biofarmacéutico destinado al tratamiento de enfermedades virales crónicas(AU)

The study aimed at reducing risks in the design of a new production process for the active pharmaceutical ingredient of an immunotherapeutic produced at the Center for Genetic Engineering and Biotechnology. The failure mode and effects analysis were conducted by a multidisciplinary team from the center. Quality risk management was applied to the technology for obtaining a recombinant protein for diagnostic use that was proposed to be transferred to Technological Development Division. The risk analyses evaluated the greatest influence on low recovery and non-compliance with the immunotherapeutic quality specifications. The potential causes of the failures were: the insufficient number of vials in cell banks, the complex culture medium with components of bovine origin, the samples handling errors by the operators, the use of inappropriate equipment, the parameters of operation (agitation, pH and conductivity) outside specification limits affecting purity due to the high percentage of contaminants from the host; as well as, the inadequate filtering medium together with an incorrect preparation of the redundant filtration system in a non-sterile product. The actions could modify the technology proposed by Biomedical Research Division that allowed the design of a new production process of a biopharmaceutical product for the treatment of chronic viral diseases(AU)

Usos de la levadura Pichia pastoris en la producción de proteínas recombinantes / Uses of Pichia pastoris yeast in the production of recombinant proteins

La levadura metilotrófica Pichia pastoris (clasificada actualmente como Komagataella phaffii) es una de las más importantes para la producción de proteínas heterólogas. En el trabajo se presenta un análisis de las principales características que se ponen de manifiesto en la expresión de proteínas recombinantes expresadas en este microorganismo. Se describen las cepas disponibles para la transformación y producción de proteínas recombinantes expresadas en Pichia pastoris, los principales vectores comerciales para la expresión, los promotores más eficientes, los marcadores seleccionables, la señal de secreción, los métodos usados en las transformaciones genéticas y los patrones de glicosilación que se presentan. Se brindan recomendaciones generales acerca de los parámetros de bioprocesos como la composición del medio, el pH, la temperatura, la velocidad de aireación, la inducción y las estrategias de alimentación para alcanzar altos valores de productividad. Se presentan los resultados de las aplicaciones de Pichia pastoris en la producción de dos vacunas en Cuba, la vacuna contra la hepatitis B y la vacuna para el control de la garrapata(AU)

Pichia pastoris metylotrofic yeast (currently classified as Komagataella phaffii) is one of the most important yeast for the production of heterologous proteins. The work presents an analysis of the main characteristics that are marked in the production of recombinant proteins expressed in Pichia pastoris. It describes the strains available for the transformation and production of recombinant proteins expressed in P. pastoris, the main commercial vectors for expression, the most efficient promoters, selectable markers, the secretion signal, the methods used in genetic transformations and glycosylation patterns that occur. General recommendations are provided on bioprocess parameters such as media composition, pH, temperature, aeration velocity, induction, and feeding strategies to achieve high productivity values. The results of Pichia pastoris applications for the production of two vaccines in Cuba, the hepatitis B vaccine and the tick control vaccine are shown(AU)

Empleo de células madre mononucleares en el tratamiento de osteoartritis en rodilla: caso de estudio en Cuba / Using Mononuclear Stem Cells for Osteoarthritis-Knee Treatments: A Case Study in Cuba / Uso de células-tronco mononucleares no tratamento da osteoartrite de joelho: estudo de caso em Cuba

Resumen Introducción: el desarrollo alcanzado en la medicina regenerativa posibilita el tratamiento de enfer medades incurables o que tienen una respuesta reducida a las terapéuticas actuales, así como la dis minución del consumo de medicamentos, en algunos casos. En Cuba, las especialidades de angiología y de ortopedia y traumatología son las que más han aplicado esta terapia. En el artículo se interpretan estadísticamente los resultados de la comparación, mediante STATGRAPHICS® Centurion XVI, de las varia bles controladas en dos tratamientos de osteoartritis en rodilla, uno empleando células madre mononucleares obtenidas de la sangre periférica y otro con la terapia convencional, para fundamentar la superioridad del nuevo tratamiento. Presentación del caso: se trataron 100 pacientes adultos atendidos en el Departamento de Ortopedia del Instituto de Hematología e Inmunología por osteoartrosis de rodilla, divididos en dos grupos. El grupo A (control) recibió el tratamiento convencional de infiltración con acetato de triamcinolona en la articulación afectada. El grupo B (estudio) recibió la implantación del concentrado de células mononucleares adultas hematopoyéticas por vía percutánea. Conclusión: se analizaron cada una de sus variables y se pudo comprobar que la mayoría de los datos recopilados no cumplía con una distribución normal, por lo que las siguientes pruebas se ejecutaron tomando como referencia la mediana de cada muestra. Se comparó entre la evaluación del dolor a la actividad y el consumo de medicamentos de cada uno de los grupos de tratamiento. Se evidenció la mejor respuesta de los pacientes para el tratamiento con células madre y una disminución en el consumo de fármacos.

Abstract Introduction: The development achieved in regenerative medicine has allowed the treatment of incurable diseases or those with a reduced response to current therapies, as well as cases with decreased consump tion of medicines. In Cuba, angiology, orthopedic, and traumatology specialists use this therapy the most. In this paper, we have presented the statistical analysis using the STATGRAPHICS® Centurion XVI for controlled variables in two osteoarthritis-knee treatments, one using mononuclear stem cells obtained from the peripheral blood and the other with a conventional therapy so as to demonstrate the superiority of the new treatment regime. Case report: A total of 100 adult patients treated in the Orthopedic Department at the Hematology and Immunology Institute for osteoarthritis-knee pains were studied. Group A (control) received the conventional treatment with triamcinolone acetate infiltration in the affected knee. Group B received the percutaneous implantation of the hematopoietic adult mononuclear cell concentrate. Conclusion: The analysis of each of the variables was performed to verify that most of the collected data did not comply with a normal distribution; hence, the following tests were performed taking the median of each sample as a reference. Comparisons were made between the evaluation of pain to the activity, as well as the consumption of drugs from each of the treatment groups. The best response of the patients was indicated for treatments with stem cells and a decrease in the consumption of drugs.

Resumo Introdução: o desenvolvimento alcançado na medicina regenerativa possibilita o tratamento de doenças incuráveis ou que têm uma resposta reduzida frente às terapias atuais, bem como a redução do consumo de medicamentos, em alguns casos. Em Cuba, as especialidades de angiologia e ortopedia e traumato logia são as que mais têm aplicado esta terapia. O estudo interpreta estatisticamente os resultados da comparação, por meio do STATGRAPHICS® Centurion XVI, das variáveis controladas em dois tratamentos de osteoartrite de joelho, sendo um utilizando células-tronco mononucleares obtidas de sangue periférico e outro com terapia convencional, com o objetivo de comprovar a superioridade do novo tratamento. Apresentação do caso: foram tratados 100 pacientes adultos atendidos no Departamento de Ortopedia do Instituto de Hematologia e Imunologia para osteoartrite de joelho, divididos em dois grupos. O grupo A (controle) recebeu tratamento convencional de infiltração com acetato de triancinolona na articulação afetada. O grupo B (estudo) recebeu implantação percutânea de concentrado de células mononucleares hematopoiéticas adultas. Conclusão: a análise de cada uma de suas variáveis foi realizada e constatou-se que a maioria dos dados coletados não obedecia a uma distribuição normal, de modo que os seguintes testes foram realizados tomando-se como referência a mediana de cada amostra. Foram feitas compara ções entre a avaliação da dor à atividade, bem como o consumo de medicamentos em cada um dos grupos de tratamento. Evidenciou-se uma melhor resposta dos pacientes ao tratamento com células-tronco e diminuição do consumo de medicamentos.

Scaling-up fermentation of Escherichia coli for production of recombinant P64k protein from Neisseria meningitidis

Background: P64k is a Neisseria meningitidis high molecular weight protein present in meningococcal vaccine preparations. The lpdA gene, which encodes for this protein, was cloned in Escherichia coli and the P64k recombinant protein was expressed in E. coli K12 GC366 cells under the control of a tryptophan promoter. P64k was expressed as an intracellular soluble protein about 28% of the total cellular protein. Several scale-up criteria of fermentation processes were studied to obtain the recombinant P64k protein at the pilot production scale. Results: The best operational conditions at a larger scale production of P64k recombinant protein were studied and compared using the four following criteria: Constant Reynold's number (Re constant), Constant impeller tip speed (n di constant), Constant power consumption per unit liquid volume (P/V constant) and Constant volumetric oxygen transfer coefficients (KLa/k constant). The highest production of the recombinant protein was achieved based on the constant KLa/k scale-up fermentation criterion, calculating the aeration rate (Q) and the impeller agitation speed (n) by iterative process, keeping constant the KLa/k value from bench scale. The P64k protein total production at the 50 l culture scale was 546 mg l -1 in comparison with the 284 mg l -1 obtained at 1.5 l bench scale. Conclusions: The methodology described herein, for the KLa/k scale-up fermentation criterion, allowed us to obtain the P64k protein at 50 l scale. A fermentation process for the production of P64k protein from N. meningitidis was established, a protein to be used in future vaccine formulations in humans.