โซลูชั่นสำหรับการผลิตโดยใช้เซลล์

พื้นหลัง

บริษัท ยากำลังผลักดันนวัตกรรมเพื่อพัฒนายาใหม่ ๆ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาพวกเขาได้พัฒนาผลิตภัณฑ์ทางชีวภาพอย่างแข็งขันเช่นยาแอนติบอดีและโปรตีนบำบัดที่ผลิตด้วยเซลล์ที่มีชีวิตนอกเหนือจากการผลิตยาโดยการสังเคราะห์ทางเคมีซึ่งเป็นแนวทางหลักในปัจจุบัน
โยโกกาวา นำเสนอผลิตภัณฑ์และบริการใหม่ ๆ ให้กับนวัตกรรมทางเทคโนโลยีนี้และมอบมูลค่าเพิ่มให้กับการวิจัยและพัฒนาและกิจกรรมการผลิตของ บริษัท ยา ด้วยเหตุนี้ โยโกกาวา จึงกำลังพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อการทำงานที่เสถียรและมีประสิทธิภาพของกระบวนการเพาะเลี้ยงเซลล์ซึ่งทำให้เซลล์สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ทางชีวภาพได้ โดยเฉพาะเทคโนโลยีที่ตรวจสอบสถานะของเซลล์ในวัฒนธรรมและจำนวนเซลล์ที่มีชีวิตรวมทั้งเทคโนโลยีที่คาดการณ์และควบคุมสถานะของเซลล์กำลังได้รับการพัฒนา

กระบวนการเพาะเลี้ยงเซลล์ปกติจะดำเนินการในขณะที่ตรวจสอบสภาพแวดล้อมโดยรอบของเซลล์เช่น pH ของตัวกลางและความเข้มข้นของออกซิเจน การใช้เทคโนโลยีการตรวจสอบที่พัฒนาโดย โยโกกาวา ทำให้ทราบสถานะของเซลล์ในถังเพาะเลี้ยงแบบเรียลไทม์ เทคโนโลยีการควบคุมเชิงคาดการณ์ช่วยให้สามารถทำนายการเปลี่ยนแปลงของสถานะที่มาพร้อมกับการเพิ่มจำนวนของเซลล์เพื่อให้สามารถเติมสารอาหารที่จำเป็นได้เมื่อจำเป็น ซึ่งหมายความว่าเซลล์สามารถเพาะเลี้ยงได้เสมอภายใต้สภาวะที่เหมาะสมสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ทางชีวภาพ
โยโกกาวา มีเป้าหมายที่จะจัดหาระบบการเพาะเลี้ยงเซลล์ซึ่งรวมเทคโนโลยีที่เป็นกรรมสิทธิ์ของเราซึ่งสามารถใช้เป็นแพลตฟอร์มการผลิตทางชีวภาพสำหรับทุกอย่างตั้งแต่ห้องปฏิบัติการ R&D ไปจนถึงโรงงานผลิต

เทคโนโลยี

เพื่อให้เกิดแพลตฟอร์มการผลิตทางชีวภาพ โยโกกาวา กำลังทำงานกับเทคโนโลยีองค์ประกอบการควบคุมการวัดต่อไปนี้

• เทคโนโลยีการวัดสถานะเซลล์

  ความเข้มข้นของสารอาหารที่เซลล์รับมาและความเข้มข้นของสารที่เซลล์ขับออกนอกเซลล์จะถูกวัดแบบเรียลไทม์โดยใช้สเปกโทรสโกปีใกล้อินฟราเรด (NIR) เนื่องจากสารอาหารและสารเมตาบอไลต์ดูดซับแสงใกล้อินฟราเรดโพรบวัดที่ติดตั้งในตัวกลางจะจับการเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้นโดยรับสเปกตรัมการดูดกลืนแสงอินฟราเรดใกล้
  เซลล์ดูดซับสารอาหารและเผาผลาญเพื่อสร้างพลังงานซึ่งใช้ในการผลิตแอนติบอดีและโปรตีนบำบัด โดยการตรวจสอบสารอาหาร (กลูโคส) ที่เซลล์ดูดซึมและเมตาโบไลต์ (กรดแลคติก) ที่ปล่อยออกจากเซลล์ผ่านเมแทบอลิซึมสามารถวัดสถานะของเซลล์ในวัฒนธรรมได้

  

• เทคโนโลยีการนับเซลล์สด

  จำนวนเซลล์ที่มีชีวิตจะถูกนับโดยใช้วิธีอิมพีแดนซ์ไฟฟ้า เซลล์ที่มีชีวิตอยู่ในสนามไฟฟ้าทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการคลายตัวของอิเล็กทริกซึ่งทำให้ประจุไฟฟ้ามีขั้วภายในและภายนอกเยื่อหุ้มเซลล์ อย่างไรก็ตามการโพลาไรเซชันของประจุไฟฟ้าไม่ได้เกิดขึ้นในเซลล์ที่ตายแล้วเนื่องจากเยื่อหุ้มเซลล์แตก เป็นผลให้ความจุของตัวกลางเปลี่ยนไปตามสัดส่วนของจำนวนเซลล์ที่มีชีวิต
  การใช้คุณสมบัตินี้สามารถนับจำนวนเซลล์ที่มีชีวิตได้โดยการวัดการเปลี่ยนแปลงความจุของตัวกลางด้วยหัววัดในตัวกลาง

  

• เทคโนโลยีการทำนายและควบคุมการเผาผลาญของเซลล์

  ด้วยการสร้างแบบจำลองการเคลื่อนที่ของเซลล์ด้วยสมการทางคณิตศาสตร์สามารถทำนายสถานะการเผาผลาญของเซลล์ได้และเซลล์สามารถควบคุมได้ในสภาพแวดล้อมการเพาะเลี้ยงที่เหมาะสมเพื่อให้พวกมันผลิตผลิตภัณฑ์บำบัด การเปลี่ยนแปลงสถานะการเผาผลาญของเซลล์แสดงให้เห็นโดยการเปลี่ยนแปลงของอัตราการเติบโตและอัตราการบริโภคสารอาหารของเซลล์ ดังนั้นอัตราการเติบโตของเซลล์และอัตราการบริโภคสารอาหารจึงได้รับการประมาณและคาดการณ์โดยการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการเผาผลาญของเซลล์พร้อมข้อมูลจำนวนเซลล์ที่มีชีวิตและความเข้มข้นของสารอาหารและสารที่วัดได้ตามเวลาจริง จากนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะรักษาสถานะที่เหมาะสมของเซลล์โดยการควบคุมสภาพแวดล้อมการเพาะเลี้ยงตามการคาดการณ์นี้

  

วิสัยทัศน์สำหรับอนาคต

โยโกกาวา มีเป้าหมายที่จะก้าวไปไกลกว่าอุตสาหกรรมยาและจัดหาอุตสาหกรรมที่หลากหลายด้วยแพลตฟอร์มการผลิตทางชีวภาพที่เน้นการเพาะเลี้ยงเซลล์

• การผลิตผลิตภัณฑ์ชีวภาพที่มั่นคงและมีประสิทธิภาพ

  โยโกกาวา มีส่วนช่วยในการปรับปรุงผลผลิตและเสถียรภาพคุณภาพในกระบวนการเพาะเลี้ยงเซลล์ที่ก่อให้เกิดผลิตภัณฑ์ทางชีวภาพ ยิ่งไปกว่านั้นในการผลิตผลิตภัณฑ์ชีวภาพในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาคาดว่าจะมีวิธีการผลิตรุ่นต่อไปที่เพาะเลี้ยงอย่างต่อเนื่องเป็นระยะเวลานาน ด้วยการเพาะเลี้ยงอย่างต่อเนื่องจำเป็นต้องตรวจสอบสถานะของวัฒนธรรมอย่างต่อเนื่องและรักษาให้คงที่ โยโกกาวา เชื่อว่าเทคโนโลยีการวัดและการคาดการณ์ในสายการผลิตที่พัฒนาขึ้นจะเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพ

• การพัฒนาไปสู่โรงงานผลิตวัสดุด้วยสิ่งมีชีวิตในอุตสาหกรรมต่างๆ

  เมื่อเร็ว ๆ นี้อุตสาหกรรมต่างๆคาดว่าจะเห็นการผลิตวัสดุและสารที่มีมูลค่าเพิ่มสูงโดยสิ่งมีชีวิต (จุลินทรีย์หรือเซลล์) ตัวอย่างเช่นในอุตสาหกรรมพลังงานการผลิตแอลกอฮอล์ขึ้นอยู่กับวัสดุชีวภาพ ในอุตสาหกรรมอาหารเป็นการพัฒนาแบคทีเรียสายพันธุ์ใหม่ และในอุตสาหกรรมวัสดุพื้นฐานเป็นการผลิตวัสดุใหม่ที่มีน้ำหนักเบาและมีความแข็งสูงซึ่งทั้งหมดนี้คาดว่าจะเกิดขึ้นได้ด้วยกระบวนการหมักจุลินทรีย์และการเพาะเลี้ยงเซลล์ โยโกกาวา มีเป้าหมายที่จะมีส่วนร่วมในการพัฒนาอุตสาหกรรมต่อไปโดยการใช้เทคโนโลยีการพัฒนาเหล่านี้กับผลิตภัณฑ์ที่คล้ายคลึงกันและเพื่อให้เกิดระบบการผลิตทางชีวภาพแบบใหม่ที่มีจุลินทรีย์หรือเซลล์เป็นจุลินทรีย์