An enhanced regeneration strategy to improve microbial control and prolong resin lifetime for Protein A resin in large-scale monoclonal antibody (mAb) purification.

Eine optimierte Regenerationsstrategie zur Verbesserung der mikrobiellen Kontrolle und Verlängerung der Harzlebensdauer für Protein-A-Harz bei der großtechnischen Aufreinigung monoklonaler Antikörper (mAb).

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2019
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Abstract
Effective Protein A column regeneration is important in therapeutic monoclonal antibody (mAb) production for product quality and process economics. To design a robust and effective regeneration strategy, resin compatibility, microbial inactivation efficiency and cleaning effectiveness are three major considerations. Regenerating Protein A column using acidic (e.g. acetic acid) and/or caustic (e.g. NaOH) solutions is a common approach. However, it is challenging to balance between resin performance decline and adequate microbial control in choosing the right caustic solution concentration, even for resin with enhanced caustic tolerance such as MabSelect SuRe. This report introduces an enhanced regeneration strategy for MabSelect SuRe resin. The approach applies benzyl alcohol in low concentration acetic acid and NaOH (100 mM) solutions in sequential steps to regenerate MabSelect SuRe resin for reuse. Such solutions demonstrated good resin compatibility in resin functional test after extended solution incubation time, and demonstrated superior microbial control using eight test microorganisms. The cleaning effectiveness of the proposed strategy is demonstrated by carryover study, where product and impurity carryover was below detection limit. Finally, during a resin lifetime study, consistent step yields and product quality attributes were demonstrated, and no carryover was observed, up to 150 purification cycles. A viral clearance study further demonstrated that aged resin at the end of the resin lifetime had comparable viral clearance performance compared to new resin. No active virus was detected in the elution pool of the subsequent blank runs. These studies further verified the robustness of the proposed regeneration strategy for MabSelect SuRe resin.
Eine effektive Regeneration von Protein-A-Säulen ist bei der Herstellung therapeutischer monoklonaler Antikörper (mAb) sowohl für die Produktqualität als auch für die Prozessökonomie von entscheidender Bedeutung. Für die Entwicklung einer robusten und effektiven Regenerationsstrategie sind die Harzkompatibilität, die Effizienz der mikrobiellen Inaktivierung und die Reinigungswirksamkeit drei wesentliche Faktoren. Die Regeneration von Protein-A-Säulen unter Verwendung saurer (z. B. Essigsäure) und/oder alkalischer (z. B. NaOH) Lösungen ist ein gängiger Ansatz. Es stellt jedoch selbst bei Harzen mit erhöhter Alkalitoleranz wie MabSelect SuRe eine Herausforderung dar, bei der Wahl der richtigen Laugenkonzentration das Gleichgewicht zwischen dem Leistungsabfall des Harzes und einer adäquaten mikrobiellen Kontrolle zu wahren. Dieser Bericht stellt eine verbesserte Regenerationsstrategie für MabSelect-SuRe-Harz vor. Der Ansatz sieht den sequenziellen Einsatz von Benzylalkohol in niedrigkonzentrierter Essigsäure sowie NaOH-Lösungen (100 mM) vor, um MabSelect-SuRe-Harz für die Wiederverwendung zu regenerieren. Diese Lösungen zeigten in Funktionstests nach verlängerter Inkubationszeit eine gute Harzkompatibilität sowie eine überlegene mikrobielle Kontrolle anhand von acht Testmikroorganismen. Die Reinigungswirksamkeit der vorgeschlagenen Strategie wird durch eine Carryover-Studie belegt, in der die Verschleppung von Produkt und Verunreinigungen unterhalb der Nachweisgrenze lag. Schließlich wurden im Rahmen einer Studie zur Harzlebensdauer über bis zu 150 Reinigungszyklen hinweg konsistente Stufenausbeuten und Produktqualitätsattribute nachgewiesen, wobei kein Carryover beobachtet wurde. Eine Virus-Clearance-Studie zeigte zudem, dass gealtertes Harz am Ende der Harzlebensdauer eine mit neuem Harz vergleichbare Virusabreicherungsleistung aufwies. Im Elutionspool der nachfolgenden Blindläufe wurde kein aktives Virus detektiert. Diese Studien belegen die Robustheit der vorgeschlagenen Regenerationsstrategie für MabSelect-SuRe-Harz.
Reference Key
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Authors Zhou, Tianyi;Wang, Lu;Zhang, Zhaoqing;Jin, Mi;
Journal journal of biotechnology
Year 2019
DOI
S0168-1656(18)30707-7
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