Advanced monitoring and control in animal cell cultivation processes for recombinant protein production - [kumulative Dissertation]

Abstract

Gegenwärtige Zellkulturprozesse sind durch hohe Zellzahlen und Proteintiter gekennzeichnet und werden in Bioreaktoren bis 20 m³ Volumen kultiviert. Trotz dieser beeindruckenden Errungenschaften während der letzten Jahre, wurde allerdings der Fokus weniger auf das Design von Kultivierungsstrategien mit dem Ziel robuste und hoch reproduzierbare Prozesse gelegt. Durch die Process Analytical Technology (PAT) Initiative der U.S. Food and Drug Administration (FDA) werden diese Aspekte heute von der regulatorischen Seite angesprochen. In dieser Hinsicht unterstützt PAT Innovationen und Effizienz der Produktion durch sich entwickelndes Prozessverständnis, um eine definierte Produktqualität und Produktanforderung zu gewährleisten. In der vorliegenden Dissertation werden neue Methoden bei Tierzellkulturprozessen aufgezeigt, welche innovative Lösungen für diese Ansprüche darbietet. In den dafür experimentellen Studien wurden eine CHO Zelllinie verwendet, welche das therapeutisch rekombinante Protein EPO exprimiert. Methoden zur online Zustandsschätzung sowie das Design robuster Prozessverfahren mit deren automatischer Regelung, wurden in dieser Hinsicht entwickelt. Zusätzlich wurde die industrielle Anwendung dieser Prozessverfahren während ihrer Entwicklung die in Betracht gezogen.