Bioteknikföretag i race för tillverkningsgenombrott

Två ledande bioteknikföretag tävlar om att vara först med att implementera billigare, snabbare processer för att producera läkemedel inuti levande celler, vilket gör det lättare att tillverka mänskliga proteiner, antikroppar och andra mediciner.

Komplext system: En vy inuti en av Genzymes tillverkningsanläggningar. Celler odlas i ståltankarna, från vilka proteinläkemedel senare samlas in.

De nya tillvägagångssätten kommer att vara störande annorlunda, säger Robert Bradway, VD för Amgen, ett av företagen som strävar efter ett tillverkningsgenombrott. Dagens system för att producera läkemedel i bakterie- eller djurceller och sedan isolera dem är enormt dyra och kan ta månader. Med effektivare processer på plats skulle företagen snabbt kunna öka produktionen av läkemedel med hög efterfrågan, och de skulle kunna producera läkemedel för sällsynta sjukdomar mer kostnadseffektivt också.

Amgen, från Thousand Oaks, Kalifornien, det största bioteknikföretaget i USA, har för det mesta varit tyst när det gäller sina tillverkningsidéer sedan maj, när Bradway, även dess president och styrelseordförande, meddelat under en föreläsning på MIT att han tror att vi står inför en stor förändring i hur vi tillverkar proteiner. En talesperson för Amgen avböjde att utveckla tekniken.

Men dess konkurrent, Genzyme, erkänner den brådskande ansträngningen att utveckla nya metoder. Det pågår ett lopp, säger Konstantin Konstantinov, vice vd för produktutveckling i sena skeden på företaget, som är baserat i Cambridge, Massachusetts. Vi försöker komma på den dominerande designen.

På Genzyme, ett dotterbolag till den franska läkemedelsjätten Sanofi, leder Konstantinov ett team som driver en idé som kallas kontinuerlig tillverkning. Övergången från oflexibla batchproduktionsprocesser till kontinuerliga har redan åstadkommit stora förändringar i andra industrier. Ståltillverkare, som brukade gjuta smält metall till individuella göt, uppnådde ett transformerande hopp i effektivitet när de gjorde övergången till extrudering av stålstänger.

Men förändring är inte lätt i läkemedelsindustrin. Nystartade företag är fokuserade på att försöka upptäcka nya läkemedel, inte nya metoder för tillverkning. Och U.S. Food and Drug Administration, som reglerar läkemedelsväxter, håller pressen på företag att hålla fast vid säkra, beprövade metoder.

Tillverkningen av ett biotekniskt läkemedel börjar vanligtvis i ett stort kärl av rostfritt stål där celler odlas. När de matas utsöndrar de ett protein i den omgivande vätskan. I en typisk batchprocess matas cellerna tills de börjar dö av; vilket protein de än har producerat vid den tidpunkten är batchen. Bioreaktorn måste vara stor för att göra tillräckligt med den önskade föreningen - vanligtvis 10 000 till 20 000 liter i kapacitet, eller ungefär lika stor som en bensintanker. Sedan kommer flera reningssteg för att isolera proteinet.

I december publicerade Konstantinovs team på Genzyme två tekniska artiklar ( här och här ) som för första gången beskriver sina idéer för en förnyad process. Konstantinov säger att hans teams främsta innovation är att koppla en mindre bioreaktor till en typ av kromatograf som kontinuerligt kan separera proteinet från den omgivande vätskan.

Konstantinov säger att han framgångsrikt har drivit processen i flera månader nu, även om han avböjde att visa upplägget för en reporter. Det finns några element som är ganska uppenbara, som vi bestämde oss för att dela eftersom de kommer att vara otroligt viktiga för bioteknikindustrin, säger han. [Men] vissa saker är hemliga.

Konstantinov säger att han kan bli av med ungefär hälften av den vanliga utrustningen och har klämt ihop en produktionslinje av stålfartyg och rör ner från något som närmar sig storleken på en fotbollsplan till ett utrymme lika stort som en squashbana.

Med sådana kompakta tillverkningsenheter kan bioteknikföretag tillverka fler typer av läkemedel, eller så kan de snabbt skala upp produktionen av blockbusters genom att lägga till enheter efter behov. I sitt föredrag sa Bradway att ny teknik skulle låta Amgen vara mycket mer mångsidig, mycket mer anpassningsbar, och flytta in och ut ur olika produkter snabbare.

En mer flexibel tillverkning skulle kunna bidra till att förhindra skadlig läkemedelsbrist. FDA rapporterade att 251 läkemedel saknades under 2011; för mediciner som injiceras, som de flesta biotekniska produkter är, stod det att ungefär 20 procent av tiden var problemet att företagens tillverkningskapacitet var kort.

Läkemedelsindustrin har vanligtvis ägnat lite uppmärksamhet åt innovationer inom tillverkning, men eftersom Genzyme och Amgen har hållit tillverkningskapacitet nära sina labb i Boston och Kalifornien, är de nu väl positionerade för att implementera nya idéer. Vi har rätt vetenskapsmän, rätt ingenjörer, rätt leverantörer i USA. Jag hoppas att USA kommer att fortsätta att vara ledande [inom] denna nya teknik, sa Bradway under sina kommentarer. Det vi gör tar med teknologi och innovation till hjärtat av vårt tillverkningsföretag.

Det är inte klart hur lång tid det kommer att ta innan patienter får läkemedel som gjorts genom de nya processerna. På Genzyme tror Konstantinov att de viktigaste tekniska barriärerna har övervunnits, så det är nu ett affärsbeslut. Vi driver det här väldigt hårt, säger han.

Dölj