Los tratamientos con péptidos están remodelando rápidamente el panorama farmacéutico, ya que ofrecen una especificidad como objetivo excepcional, perfiles de baja toxicidad y la capacidad de modular vías biológicas complejas. Desde enfermedades metabólicas hasta oncología, péptidos como la insulina, los agonistas del GLP-1, los interferones o los tratamientos enzimáticos permiten la medicina de precisión en un amplio espectro de enfermedades y retos sanitarios.
Si bien el potencial terapéutico de los péptidos está ampliamente reconocido, su fabricación a escala comercial plantea importantes desafíos tanto a nivel de proceso como de infraestructura. Tanto si se sintetizan químicamente como si se expresan mediante biotecnología, la fabricación de péptidos enfrenta síntesis complejas de varios pasos y bajo rendimiento, incoherencias entre lotes, dificultades para escalar del laboratorio a la producción conforme con las GMP y estrictos requisitos de control de calidad, todo ello mientras se procura cumplir con estándares normativos y de sostenibilidad cada vez más exigentes. Estas limitaciones pueden retrasar la disponibilidad del producto, comprometer las cadenas de distribución y, en última instancia, afectar al acceso de los pacientes a tratamientos críticos.
Para satisfacer la creciente demanda de una síntesis de péptidos eficiente y escalable, METTLER TOLEDO ofrece un conjunto completo de instrumentación de precisión avanzada, maquinaria y soluciones de software para asegurar la calidad y la precisión en cada fase del proceso de producción.
La guía de control de calidad de productos farmacéuticos de laboratorio le muestra cómo mantener la calidad de los fármacos con péptidos durante el desarrollo y la fabricación. Descárguela para iniciar su viaje hacia la mejora de la calidad y la eficiencia.
Explore recursos seleccionados para avanzar en el desarrollo de péptidos desde I+D hasta el escalado y el control de calidad. Construya procesos robustos, escalables, sostenibles y conformes con guías y herramientas prácticas.
La producción de péptidos se basa en síntesis bioquímica avanzada utilizando síntesis de péptidos en fase sólida (SPPS) para péptidos cortos, mientras que para moléculas más grandes y complejas que requieren modificación postranslacional , los bioprocesos que utilizan sistemas de expresión proteica recombinante o una combinación de bioprocesos y síntesis bioquímica son el sistema preferido para garantizar pureza, potencia y consistencia.
1. Un péptido se desarrolla paso a paso añadiendo aminoácidos en una secuencia precisa en una resina sólida.
2. Después de cada incorporación, el exceso de productos químicos se elimina por lavado y se retiran los grupos protectores para preparar el siguiente paso.
3. El péptido acabado se separa de la resina y se purifica, normalmente mediante la HPLC.
4. El péptido purificado se convierte en un producto sólido o líquido. Se realizan comprobaciones de control de calidad para asegurar la pureza, la seguridad y la eficacia.
1. Las bacterias o levaduras productoras de péptidos se cultivan en un medio rico en nutrientes optimizado para un alto rendimiento.
2. Los péptidos se separan del cultivo mediante la centrifugación y filtración. Si están dentro de las células, primero se abren estas.
3. Los péptidos se purifican mediante técnicas como la cromatografía y la filtración de flujo tangencial, seguidas de cualquier división o modificación necesaria.
4. Se añaden los excipientes y el producto se encapsula o se llena en viales en condiciones estériles. Las comprobaciones de control de calidad aseguran la pureza, la seguridad y la funcionalidad.
La síntesis bioquímica es un método adoptado de forma generalizada para la producción de péptidos, especialmente para la producción de péptidos cortos, y ofrece ventajas sobre los métodos biológicos recombinantes, en determinados casos de uso:
Tanto si se producen mediante síntesis bioquímica como con métodos biológicos recombinantes, la fabricación de péptidos sigue siendo inherentemente costosa. Cada enfoque conlleva sus propios factores de coste, desde el uso de reactivos y disolventes en la síntesis química hasta la compleja infraestructura y los largos ciclos de producción en la expresión biológica. Como resultado, existe un fuerte impulso en todo el sector para maximizar la eficiencia de los procesos, minimizar la variabilidad y asegurar una calidad uniforme del producto en todas las escalas.
Flexibilidad: permite la incorporación de aminoácidos no codificantes y diversas modificaciones de la estructura para mejorar la estabilidad.
Pureza: la síntesis química evita el riesgo de contaminación de las células huésped y permite un control preciso del producto. Sin embargo, los métodos recombinantes también logran una alta pureza con un procesamiento posterior adecuado.
Los enfoques biológicos recombinantes se usan habitualmente con proteínas más grandes que requieren modificaciones postranslacionales complejas y son beneficiosos para la producción de péptidos en circunstancias como:
Complejidad: los métodos biológicos permiten un plegamiento de péptidos complejo y modificaciones postranslacionales específicas en comparación con los métodos químicos.
Sostenibilidad: los métodos químicos usan un exceso de reactivos y disolventes caros y de alta pureza para asegurar la finalización de la reacción, lo que genera un mayor desperdicio de productos químicos y podría afectar a las cadenas de distribución globales de disolventes esenciales.
Longitud del péptido: los métodos biológicos son más adecuados para producir péptidos más largos (>50 aminoácidos).
Muchos API de péptidos se desarrollan mediante la síntesis de péptidos en fase sólida (SPPS), un proceso gradual que permite un control preciso de la secuencia y la modificación. Otros, en particular los péptidos más complejos o de cadena más larga, se expresan en sistemas biológicos que usan células microbianas o de mamíferos.
Aunque estos métodos difieren en cuanto a escala y plataforma, comparten la necesidad de un control riguroso del proceso y una manipulación exacta de los materiales en cada fase.
Es fundamental mantener una exactitud en todas las mediciones, tanto si se pesan aminoácidos, disolventes o reactivos en el laboratorio de I+D como si se manipulan lotes de básculas de kilogramos en la producción. Las variaciones de minutos pueden afectar a:
METTLER TOLEDO ofrece soluciones de pesaje sólidas para aplicaciones de laboratorio e industriales. Desde las microbalanzas que respaldan el desarrollo de formulaciones hasta las básculas de suelo que se usan en las salas de producción, nuestros equipos ofrecen la precisión y la conformidad que necesitan los fabricantes de productos farmacéuticos. La integración con los sistemas de software también ayuda a asegurar una trazabilidad completa y minimiza los errores de documentación manual.
La síntesis de péptidos en fase sólida (SPPS) sigue siendo la referencia para producir péptidos de longitud corta y media, incluidos los API terapéuticos como los análogos del GLP-1 o la calcitonina. Sin embargo, los flujos de trabajo de SPPS pueden ser complejos e implicar:
Comprender el progreso de las reacciones de acoplamiento peptídicas es fundamental. Las herramientas de espectroscopia Raman y FTIR in situ de METTLER TOLEDO proporcionan información en tiempo real sobre cada paso de la síntesis, lo que permite a los científicos controlar las reacciones de desprotección y acoplamiento, identificar las reacciones incompletas de forma temprana y reducir el uso excesivo de reactivos costosos.
El control preciso de la temperatura, la agitación y la adición de reactivos en diferentes pasos de síntesis mediante reactores automatizados como EasyMax™ y OptiMax™ ayuda a optimizar las condiciones de reacción, el desarrollo de un escalado seguro de miligramos a kilogramos, y la consecución de una alta reproducibilidad para la transferencia de tecnología.
El control del pH es fundamental para la escisión y la purificación de los péptidos. METTLER TOLEDO ofrece sensores de la serie InPro que están diseñados para su uso en disolventes agresivos, lo que asegura la robustez y la conformidad con las normativas durante la escisión ácida o los pasos de lavado básico.
Muchos péptidos, especialmente los interferones, las enzimas o los péptidos de fusión, se producen mediante tecnologías recombinantes en sistemas microbianos o de mamíferos. Estos procesos requieren un estricto control ambiental y una supervisión en tiempo real para mantener la viabilidad celular, la expresión de proteínas y la calidad del producto.
El pH, el oxígeno disuelto (OD), el CO₂ y la conductividad deben controlarse con precisión durante la fermentación.Los sensores ISM de METTLER TOLEDO proporcionan mediciones fiables en tiempo real, diagnósticos predictivos, gestión del ciclo de vida del sensor e integración con estrategias de PAT (tecnología analítica de procesos).
Una vez sintetizados o expresados, los péptidos pasan por múltiples etapas de preparación de tampones, purificación y formulación antes de alcanzar su forma final como medicamento. La cromatografía líquida de alta resolución en fase reversa (HPLC), la ultrafiltración y la liofilización son técnicas comunes utilizadas para lograr la pureza y estabilidad requeridas para uso terapéutico.
La preparación precisa de tampones, disolventes y excipientes es fundamental en esta etapa. Concentraciones inconsistentes o desviaciones del pH pueden reducir el rendimiento o comprometer la estabilidad del producto. Ya sea durante la preparación para ultrafiltración, la mezcla de la formulación final o la optimización del secado por congelación, la precisión y la reproducibilidad son innegociables.
La filtración de flujo normal y la filtración tangencial desempeñan papeles vitales en el procesamiento posterior, siendo la filtración de flujo normal principalmente utilizada para preparar grandes volúmenes de tampón, y la filtración tangencial empleada principalmente en los pasos de clarificación. La monitorización en línea del pH, la conductividad, la temperatura y la absorbancia UV permite el control en tiempo real del bioproceso, asegurando condiciones óptimas que mantienen la calidad y consistencia del producto. Esta medición continua permite la rápida identificación de cualquier desviación, facilitando ajustes oportunos que mejoran la eficiencia del proceso, aumentan el rendimiento y mantienen la pureza del producto durante todo el procesamiento posterior.
Los equipos de pesaje, los medidores de pH y los espectrofotómetros UV/Vis integrados en entornos de laboratorio o producción permiten una ejecución confiable del procesamiento posterior y el control de calidad en la fabricación de péptidos. Es importante destacar que, cuando los datos generados se recopilan y gestionan de forma centralizada, se fortalece la trazabilidad y se facilita la documentación regulatoria.
Además, el análisis de humedad de alta precisión y la determinación del contenido de agua mediantevaloración de Karl Fischer apoyan la formulación final y las pruebas de estabilidad, aspectos clave en productos de péptidos liofilizados. Ya sea durante el desarrollo o el control de calidad comercial, las soluciones de software de laboratorio garantizan datos analíticos consistentes para el cumplimiento regulatorio requerido y la calidad del producto.
Desde el pesaje inicial de los aminoácidos hasta la inspección final de los viales, cada paso del proceso de producción de péptidos exige precisión. A medida que los productos se acercan a la liberación, los sistemas automatizados de inspección de productos sirven como una protección fundamental antes de que los productos salgan de las instalaciones. En el caso de los productos para el tratamiento con péptidos, esto incluye:
Detección de contaminación física: inspección por rayos X, detección de metales o ambas para identificar y eliminar productos físicamente contaminados antes de su comercialización.
Control del nivel de llenado: el control de peso, la inspección por visión y la inspección por rayos X controlan, miden y regulan los niveles de llenado para cumplir con las estrictas especificaciones de dosificación y normativas.
Comprobaciones de calidad e integridad: el control de peso, la inspección por visión y la inspección por rayos X llevan a cabo comprobaciones de integridad para ayudar a asegurar que los envases farmacéuticos cumplan con las normativas y ofrezcan productos seguros y completos a los consumidores.
Inspección de calidad de las etiquetas: inspección por visión para el control de calidad de las etiquetas con el fin de detectar defectos relacionados y mitigar el riesgo de retiradas de productos.
Las soluciones de inspección de productos de METTLER TOLEDO están diseñadas para entornos farmacéuticos de alta eficiencia y ofrecen:
Sistemas conformes con las GMP que se integran fácilmente en las líneas existentes.
Verificación del rendimiento de la trazabilidad para la preparación de auditorías.
Asistencia durante el proceso de especificación y cualificación, desde la evaluación de la aplicación adecuada, la selección del equipo de comprobación de productos adecuado y la instalación profesional hasta los paquetes específicos de cualificación del equipo (EQpack) para procesos de validación eficientes.
Estos sistemas no solo protegen la calidad del producto, sino que también refuerzan la integridad de la marca y respaldan la conformidad con las normativas de organismos como la FDA, la EMA y las autoridades sanitarias internacionales.
METTLER TOLEDO ofrece una gama de instrumentos, software y una red de servicio global para ayudar a abordar los principales retos de la producción de péptidos terapeuticos , tanto para procesos bioquímicos como biológicos, simplificar y optimizar flujos de trabajo complejos, reducir la variabilidad y apoyar la toma de decisiones fundamentada en datos en todas las fases de desarrollo y fabricación. Esto posibilita un mayor rendimiento, una reducción de los residuos, un escalado más rápido y una conformidad más fiable, lo que hace que la fabricación de péptidos terapeuticos de alto coste sea más sostenible y el acceso de los pacientes más factible.
| Aplicación o parámetro | ¿Qué se debe medir? | ¿Por qué se mide? | Solución METTLER TOLEDO | Modo de medición | |
| Manipulación de líquidos | Volumen de líquido transferido | Garantizar la precisión y la reproducibilidad en la dispensación de reactivos y la transferencia de muestras | Sin conexión Atline | ||
Concentración y pureza | Absorbancia o transmitancia | Determinar la concentración y pureza de los péptidos tanto en la producción química (monitorización de la síntesis y pureza) como en la biológica (etapa de purificación) | Sin conexión | ||
En línea | |||||
Recuento celular, biomasa, morfología y viabilidad | Recuento celular y viabilidad | Relevante en la producción biológica para monitorizar la salud y biomasa de cultivos microbianos, asegurando condiciones óptimas para la expresión | Atline | ||
Biomasa y morfología | En línea (SIP o CIP) | ||||
Caracterización de parámetros celulares y bioquímicos | Absorbancia o transmitancia | Utilizado principalmente en sistemas biológicos para evaluar la actividad metabólica, la expresión proteica y la toxicidad. | Sin conexión | ||
En línea | |||||
pH | pH | Fundamental para el crecimiento celular microbiano y la función óptima de las enzimas durante la fermentación en la producción biológica. El pH también debe monitorizarse y optimizarse cuidadosamente para garantizar reacciones de acoplamiento eficientes para la síntesis química | Medidor de pH y | Atline En línea | |
Contenido residual de humedad | Determinación del contenido de agua | La humedad residual debe controlarse estrictamente para garantizar la estabilidad y la vida útil, especialmente después de la liofilización | Sin conexión | ||
Oxígeno disuelto | Nivel de oxígeno disuelto | Asegura suficiente oxígeno para la respiración microbiana durante la fermentación en la producción biológica. Además, ayuda a mitigar niveles peligrosos de oxígeno en contacto con fases de gas combustible y disolventes orgánicos. También asegura la mitigación del oxígeno mediante un recubrimiento de nitrógeno en el relleno y acabado | En línea | ||
Conductividad | Conductividad | Ayuda a evaluar la composición del medio y la fuerza iónica junto con la disolución, relevantes tanto en medios biológicos como en tampones de síntesis química | En línea | ||
Acumulación deCO2 | Nivel de CO2 disuelto | Monitoriza la acumulación deCO2 durante la fermentación biológica, guiando las estrategias de aireación y alimentación | En línea | ||
Turbidez | Turbidez (NTU) o turbidez basada en imágenes | Proporciona información sobre la expansión de cultivos microbianos y la posible contaminación en sistemas biológicos | Sensor de turbidez EasyViewerTM | En línea | |
Densidad óptica | OD 600 | Utilizado en la producción biológica para monitorizar la fase de crecimiento y los niveles de expresión microbiana. Crucial para determinar los tiempos óptimos para la inducción y la cosecha | Sin conexión | ||
Glucosa | Determinación enzimática con UV/Vis | Monitoriza los niveles de nutrientes (por ejemplo, glucosa) en la fermentación biológica para optimizar el crecimiento celular y el rendimiento de péptidos | Sin conexión | ||
Absorbancia o transmitancia | En línea | ||||
Peso | Misa | Preparación precisa y precisa de la muestra | Sin conexión | ||
Peso | Misa | Control Estadístico de Calidad (SQC) para garantizar un relleno, peso y cumplimiento de procesos precisos | Sin conexión | ||
Peso o volumen | Misa | Garantiza una adición precisa de componentes tanto durante la síntesis química (reactivos) como durante la preparación del medio biológico | Básculas industriales y solución de pesaje de alta precisión | Atline En línea | |
Peso o volumen | Misa | Asegurar la adición precisa de solución alcalina para el control del pH del bioproceso Asegurar una adición precisa de pienso en cultivos lotados y continuos alimentados Monitorización precisa de la eliminación de medios en cultivo continuo Monitorización precisa del volumen del biorreactor para evitar desbordamientos Relleno y acabado precisos | Controladores de pesaje y transmisores Escalas de Banco de Alta Precisión Básculas higiénicas de perfil ultra bajo | En línea | |
Temperatura | Temperatura | Mantiene temperaturas óptimas de reacción o fermentación, críticas tanto para la síntesis como para la expresión microbiana | Sensor de temperatura de un solo uso-PendoTech | ||
Presión | Presión | Controla el flujo de fluidos y la presión de reacción en reactores utilizados tanto en síntesis como en bioprocesamiento | En línea | ||
Optimización de procesos y escalado | Bioquímica | Reactor de síntesis | Para controlar y optimizar todos los parámetros críticos del proceso, reducir la variabilidad | ||
Modelado de procesos | Modelar la cinética de reacción, el aislamiento del producto y más para permitir una ampliación robusta | ||||
Optimización de precipitaciones | Evaluar el tamaño de las partículas y controlar la temperatura | ||||
Muestreo por reacción | Evaluar el progreso de la reacción y permitir optimizaciones | ||||
Monitorización del sistema | Monitorización del sistema | Monitorización del sistema | |||
Desarrollo de procesos | Integrar el espacio de diseño y los parámetros del reactor con la información PAT para un diseño escalable de procesos | ||||
Análisis de reacciones | Evaluar la dinámica de reacción en tiempo real para la optimización de procesos | ||||
Biológico | Cosecha o tamaño de partículas o precipitación | Evaluar el progreso y la finalización de las reacciones | |||
Modelado de procesos | Modelar la cinética de reacción, el aislamiento del producto y más para permitir una ampliación robusta | ||||
Inspección de calidad del producto | Detección física de contaminación, control del nivel de llenado y peso, comprobaciones de integridad y completitud del envase | Para garantizar un producto seguro y completo para el cliente final, evitar retiradas y litigios, y lograr el cumplimiento vital del embalaje para los fabricantes | |||
.jpg/_jcr_content/renditions/cq5dam.web.1280.1280.jpeg "Manejo de líquidos para cultivos celulares")
