Como ya avanzábamos en una de nuestras anteriores publicaciones, las vacunas de mRNA utilizadas contra el SARS-CoV-2 no son ni una casualidad, ni un hecho puntual. Este campo de la biotecnología lleva años desarrollándose, y la pandemia ha sido tan solo el detonante que ha permitido acabar de pulir esta tecnología. Las vacunas de Pfizer y Moderna han sido las primeras en utilizar mRNA, pero podemos tener por seguro que son las primeras de muchas debido a las innumerables ventajas que ofrecen respecto a otros tipos de vacunas.
Esta revolución dentro del sector biofarmacéutico tiene una implicación muy grande. Esta tipología de fármaco no se producía hasta hace pocos meses porque la tecnología no estaba 100% desarrollada. Ahora se necesitan una cantidad inmensa de dosis y en el futuro próximo, vacunas de características muy similares van a empezar a ser utilizadas. Por lo tanto, se requiere una nueva tipología de plantas productivas para poder cubrir toda esta demanda. Y ¿qué características debe cumplir una planta donde se produzcan este tipo de vacunas? Te lo contamos des de Klinea, como ingeniería especializada en (bio)procesos y diseño de plantas GMP.
Antes de empezar, vamos a recordar brevemente como funcionan las vacunas de mRNA y como actúan estas en nuestro cuerpo. Las vacunas de mRNA para prevenir el Covid-19 introducen dentro de nuestro cuerpo fragmentos de mRNA protegidos por una envoltura de lípidos. Estos fragmentos llegarán a unas células específicas, que serán capaces de interpretar la información del mRNA. La información contenida en este mRNA permite a nuestras células producir una proteína que se encuentra en la envoltura del SARS-CoV-2, llamada proteína S. La proteína S por sí sola no genera ningún daño, pero es capaz de actuar como un antígeno (sustancia que genera inmunidad en nuestro cuerpo). Es decir, las células de nuestro sistema inmunitario podrán reconocer la proteína S y generar anticuerpos específicos contra ella. De esta manera si el virus llegara a entrar a nuestro cuerpo, ya tendríamos anticuerpos específicos que reconocerían la proteína S presente en la envoltura del virus. Y los anticuerpos neutralizarían y acabarían con el virus antes de que nos pudiera causar una enfermedad grave.
· Los fragmentos de mRNA. Estos están constituidos por una cadena de nucleótidos. Para producir el mRNA se pueden seguir varias estrategias. En este diseño en concreto utilizaremos la siguiente. Una cadena de DNA, llamada plásmido, actuará como “molde”. El mRNA se va a producir añadiendo nucleótidos, que se dispondrán en el orden que establezca este “molde”.
· Los plásmidos que actúan como “molde”. Estos plásmidos se van a producir utilizando células que se van a cultivar en un fermentador. Pasado el tiempo necesario, se podrán purificar los plásmidos utilizando las siguientes operaciones: centrifugación, lisis celular, clarificación, cromatografía, digestión enzimática, ultrafiltraciones/diafiltraciones y, finalmente, una esterilización por filtración.
Para el diseño de la planta es providencial tener en cuenta la normativa que regula el tipo de medicamento a producir. Contrariamente a lo que pueda parecer inicialmente, las vacunas de mRNA no están consideradas como ATMPs (Advanced Therapy Medicinal Products). En el marco americano, están reguladas por la 21 CFR 600 – 680. En cuanto al propio diseño de la planta, la FDA ha publicado el siguiente documento: FDA’s Development and Licensure of Vaccines to Prevent COVID-19 Guidance for Industry (FDA-2020-D-1137). En cuanto a la regulación europea, se le aplicaría las condiciones del anexo II, por ser considerado un medicamento biológico para uso humano, a la vez que el anexo I, por ser un medicamento estéril. Además, también se le aplica la regulación de terapias génicas (anexo IV).
En una planta de producción de vacunas de mRNA vamos a encontrar las siguientes operaciones:
– Producción del plásmido. Esto implica el cultivo células (probablemente bacterianas) en fermentadores y la posterior purificación del plásmido anteriormente mencionada
– Producción de mRNA. Utilizando el plásmido y otros componentes, como nucleótidos y ciertas enzimas, se producirán los fragmentos de mRNA que irán en la vacuna. Una vez más, una purificación será necesaria para separar el mRNA de los otros elementos restantes implicados en la reacción
– Producción de envoltura lipídica y unión con mRNA. A partir de lípidos, se producirán las envolturas que protegerán al mRNA hasta su llegada a la célula. Una vez producidas, se encapsularán los fragmentos de mRNA dentro de estas envolturas lipídicas
Estas son cada una de las zonas dedicadas que se salen de “lo habitual” en el diseño de una planta de producción biofarmacéutica. Aparte de estas, habrá otras más comunes entre las cuales encontramos: el área para la formulación del medicamento final, el almacén para producto terminado (con congeladores, si se requiere), el área de llenado, packaging primario y secundario, y zonas auxiliares, como zonas técnicas, sala de preparación de buffers, sala de pesadas, cámaras frías, etc.
Nos encontramos ahora mismo en un momento de cambio, que nos depara el diseño y construcción de nuevas plantas de producción de vacunas de mRNA. Y aunque, actualmente, hay mucha incertidumbre acerca de ciertos aspectos regulatorios de este tipo de entornos, las necesidades del mercado exigen que seamos capaces de dar soluciones para poder satisfacer la creciente demanda. Además, estas nuevas plantas dan la posibilidad de incluir niveles muy altos de automatización a nivel de control y toma de datos de proceso. Lo cual representa una excelente oportunidad para que el sector biofarmacéutico pueda seguir avanzando por la senda de la industria 4.0.
Si estás interesado/a en conocer más sobre diseño de plantas GMP y en cómo podemos ayudarte, contáctanos: klinea@klinea.es
