“La popularidad de los biorreactores de un solo uso en la industria biofarmacéutica se debe a su facilidad para configurar, operar y escalar”

Los biorreactores de un solo uso son una herramienta esencial en la moderna producción de biofármacos, ofreciendo significativas ventajas en términos de costes, tiempo y seguridad. Además, permiten una mayor flexibilidad y eficiencia en la producción de productos biológicos.

Para ahondar en este tema hemos entrevistado a Anna Espigol, Area Sales Manager de TECNIC, socio de AseBio que diseña y fabrica equipos estándar para procesos de Upstream y Downstream. Por un lado, ofrece biorreactores y fermentadores de altas prestaciones para cultivo celular y microbiano. Por otro lado, ofrece equipos de filtración tangencial para las etapas de recuperación de producto (concentración y dilución).

Cuenta con una larga experiencia en la fabricación de equipos Multi-use y recientemente abarca también equipos Single-Use, así como fungibles (bolsas 2D y 3D tanto para producciones como para almacenaje, flowkits, sensorica, etc).

AseBio. ¿Qué son los biorreactores de un solo uso?

Anna Espigol. Un biorreactor de un solo uso (SUB) es un tipo de biorreactor diseñado para un único lote de cultivo, tras lo cual se descarta en lugar de ser limpiado y reutilizado. Están fabricados habitualmente en plástico u otros materiales desechables, como bolsas o contenedores poliméricos. Estos dispositivos se emplean para el cultivo de células, microorganismos o tejidos, especialmente en la producción de productos biofarmacéuticos, vacunas y otras biomoléculas.

La popularidad de los biorreactores de un solo uso en la industria biofarmacéutica se debe a su facilidad para configurar, operar y escalar. Son altamente valorados por su flexibilidad, rentabilidad y facilidad de uso, siendo adaptables tanto para investigaciones a pequeña escala como para producciones industriales. Además, pueden personalizarse para cumplir con los requisitos específicos de cada aplicación biotecnológica o biofarmacéutica.

AseBio. ¿En qué se diferencian de los biorreactores tradicionales de acero inoxidable?

Anna Espigol. Las diferencias entre los biorreactores de un solo uso y los biorreactores tradicionales de acero inoxidable son muchas y notables.

En cuanto a los materiales, los biorreactores de un solo uso están fabricados en plástico estéril, mientras que los biorreactores convencionales están fabricados en acero inoxidable.
Este material plástico permite que los biorreactores de un solo uso sean más ligeros y fáciles de manejar que los reactores de acero.

En términos de uso, los biorreactores de un solo uso se utilizan para un lote de cultivo y después se desechan. Por el contrario, los biorreactores de acero inoxidable están diseñados para reutilizarse varias veces, lo que requiere una limpieza y desinfección rigurosas después de cada uso, esto no sólo requiere mucho tiempo, sino que también implica mayores costes operativos.

En términos de flexibilidad y escalabilidad, los biorreactores de un solo uso destacan por su capacidad de adaptarse a diferentes lotes y escalas de producción con mayor agilidad. Esto es especialmente crucial en la industria biofarmacéutica, donde las fluctuaciones en la demanda de productos son frecuentes. La posibilidad de reconfigurar el sistema de manera rápida y sencilla permite a las empresas ajustar eficientemente tanto el volumen de producción como los requisitos del proceso, optimizando así los tiempos de respuesta y reduciendo los costos operativos asociados a los cambios en la fabricación.

En resumen, si bien los biorreactores convencionales de acero inoxidable han sido durante mucho tiempo el estándar, los biorreactores de un solo uso tienen claras ventajas en términos de materiales, facilidad de uso, flexibilidad y escalabilidad, lo que los convierte en una opción muy atractiva para la industria biofarmacéutica moderna.

AseBio. ¿Cuáles son las principales ventajas que ofrecen?

Anna Espigol. Los biorreactores de un solo uso (SUB) ofrecen varias ventajas importantes sobre los biorreactores tradicionales de acero inoxidable. En primer lugar, no requieren procedimientos de limpieza entre usos, reduciendo el tiempo entre lotes y el riesgo de contaminación.  Estos sistemas, al estar preesterilizados, simplifican enormemente la configuración y la operación de los procesos, disminuyendo tanto el tiempo como los recursos necesarios para iniciar la producción.  

Además, los SUB mejoran la calidad y consistencia del producto, al evitar la transferencia de impurezas entre lotes, lo cual es fundamental para garantizar la uniformidad en la fabricación de biofármacos. Estos sistemas son sumamente flexibles, siendo adecuados tanto para la investigación en pequeña escala como para la producción industrial, y pueden ser empleados en todas las fases del desarrollo biofarmacéutico.

Desde una perspectiva económica, los biorreactores de un solo uso permiten una significativa reducción en los costos operativos. Al eliminar los procedimientos de limpieza y esterilización, se reducen también los requisitos de infraestructura, tales como sistemas de limpieza in situ (CIP) y esterilización in situ (SIP), así como la necesidad de espacio físico, disminuyendo así los costos de operación y mantenimiento. Además, los SUB pueden personalizarse para adaptarse a las necesidades específicas de cada proceso biotecnológico o biofarmacéutico, lo que optimiza su eficiencia. 

Por último, los SUB ofrecen una notable capacidad de ajuste en función de los requerimientos de producción. Su capacidad para adaptarse de forma ágil a cambios en la demanda de producción o a emergencias de salud pública, como epidemias, los convierte en una herramienta clave en la biofarmacéutica moderna.
 

AseBio. ¿Por qué están ganando popularidad en la producción de biofármacos?

Anna Espigol. El incremento en el uso de biorreactores de un solo uso en la producción de biofármacos se debe a su capacidad para mejorar tanto la seguridad como la eficiencia en los procesos de fabricación. Estos sistemas minimizan el riesgo de contaminación y reducen significativamente los tiempos de preparación y puesta en marcha, aspectos esenciales en la industria biofarmacéutica.

Asimismo, los SUB ofrecen una respuesta rápida a fluctuaciones en la demanda de productos, permitiendo a las empresas biofarmacéuticas ajustarse de forma eficiente a las necesidades del mercado. Esta flexibilidad, junto con su capacidad para facilitar la escalabilidad, es especialmente valiosa en la producción de productos biológicos avanzados, como anticuerpos monoclonales, terapias génicas y vacunas. En un entorno tan dinámico como el de la biofarmacéutica, la capacidad de adaptarse con agilidad a las necesidades cambiantes del sector es una ventaja competitiva clave.

AseBio. ¿Qué estáis haciendo desde TECNIC en este campo?

Anna Espigol. En TECNIC, nos mantenemos a la vanguardia del desarrollo de tecnologías y soluciones innovadoras enfocadas en biorreactores de un solo uso, con el objetivo de optimizar tanto la eficiencia como la calidad en la producción biofarmacéutica. Recientemente, hemos lanzado al mercado nuestros biorreactores de un solo uso de doble propósito, diseñados específicamente para enfrentar los desafíos del bioprocesamiento, tanto en cultivos microbianos como celulares. Este sistema innovador permite una transición fluida entre diferentes tipos de cultivos sin la necesidad de emplear equipos adicionales, lo que representa un avance significativo en términos de versatilidad y escalabilidad.

El diseño de nuestros biorreactores/fermentadores de doble propósito está concebido para facilitar el crecimiento de células y microorganismos según el tipo de bolsa utilizada, lo que maximiza la flexibilidad de los procesos productivos. Esta capacidad de adaptación de un único equipo a diversas necesidades de cultivo no solo potencia la eficiencia en el desarrollo, sino que también acelera la producción, siendo particularmente beneficiosa en la fabricación de biofármacos, donde la versatilidad en las configuraciones es fundamental para diferentes aplicaciones.

Uno de los puntos clave de nuestros biorreactores es su capacidad para operar en condiciones exigentes y a diferentes escalas de producción. En particular, las fermentaciones microbianas requieren parámetros críticos y configuraciones avanzadas para optimizar el rendimiento, en ese aspecto, nuestros biorreactores se destacan por su transferencia térmica inigualable que garantiza una precisión excepcional y reduce de manera significativa los tiempos de enfriamiento y calentamiento. Además, nuestro sistema innovador minimiza los riesgos relacionados con las fluctuaciones de presión, permitiendo trabajar a altas velocidades sin comprometer la estabilidad ni la eficiencia del proceso. Asimismo, contamos con un sistema avanzado de mezcla y gases que asegura unas condiciones óptimas, permitiendo alcanzar altas densidades celulares.

La producción de nuestras bolsas en nuestra sala limpia ISO 7 nos confiere una ventaja competitiva, ya que permite una versatilidad y flexibilidad excepcionales, lo que nos capacita para adaptar nuestros equipos a los requisitos específicos de nuestros clientes y procesos, asegurando así una solución personalizada para cada aplicación.

Por último, nuestros biorreactores se integran de manera óptima con nuestro sistema de filtración tangencial y nuestro mezclador de un solo uso, lo que nos permite ofrecer una solución integral para las plantas productivas. Esta sinergia abarca todas las etapas del proceso de escalado, garantizando que cada fase esté optimizada para lograr la máxima eficiencia y la más alta calidad en el producto final.

AseBio. ¿Cuáles son los biofármacos que se están desarrollando gracias al uso de este tipo de biorreactores?

Anna Espigol. Los biorreactores de un solo uso están desempeñando un papel crucial en el desarrollo de una amplia gama de biofármacos. En la actualidad, se utilizan para la producción de vacunas, anticuerpos monoclonales y terapias biológicas avanzadas. Esta tecnología resulta especialmente adecuada para la fabricación de nuevas terapias, incluidas aquellas basadas en células y genes, que son esenciales en la lucha contra enfermedades emergentes.

Entre los biofármacos más destacados que se están desarrollando con el uso de biorreactores de un solo uso, encontramos los anticuerpos monoclonales, que son utilizados en el tratamiento de diversas enfermedades, incluidos ciertos tipos de cáncer y trastornos autoinmunes. También son fundamentales en la producción de terapias génicas, ya que estos biorreactores permiten la fabricación de vectores virales y otros componentes necesarios para la administración de estos innovadores tratamientos dirigidos a trastornos genéticos.

La producción de vacunas es otra área en la que los biorreactores de un solo uso han demostrado su importancia, destacándose en la aceleración de la fabricación de vacunas, incluyendo aquellas basadas en ARN mensajero (ARNm). Este aspecto fue fundamental durante la pandemia de COVID-19, donde la rapidez en la producción de vacunas fue vital, así como en el desarrollo de vacunas para otras enfermedades infecciosas.

Asimismo, los biorreactores de un solo uso facilitan la creación de terapias biológicas avanzadas, que abarcan una variedad de productos diseñados para tratar enfermedades complejas y emergentes, permitiendo a la industria biofarmacéutica adaptarse rápidamente a las necesidades cambiantes del mercado.

AseBio. ¿Qué impacto han tenido los biorreactores de un solo uso en la respuesta ante, por ejemplo, pandemias o brotes de enfermedades infecciosas?

Anna Espigol. Los biorreactores de un solo uso han permitido una respuesta más ágil y eficiente ante pandemias y brotes, facilitando la rápida adaptación de la capacidad productiva de vacunas y tratamientos. Pueden ser instalados en diversas ubicaciones alrededor del mundo, permitiendo una respuesta global más coordinada y eficiente. Esto es especialmente importante en regiones que carecen de la infraestructura avanzada necesaria para la producción biofarmacéutica.

El ejemplo más claro de su impacto fue durante la pandemia de COVID-19, los biorreactores de un solo uso jugaron un papel clave en la rápida producción de vacunas como las de ARN mensajero (ARNm). Empresas como Moderna y BioNTech/Pfizer utilizaron estas tecnologías para escalar rápidamente la producción de sus vacunas. Adicionalmente han sido utilizados también en la producción de tratamientos y vacunas para otras emergencias sanitarias como el Ébola y el Zika, demostrando su capacidad para adaptarse rápidamente a necesidades excepcionales.

AseBio. ¿Cómo se espera que evolucione el uso de biorreactores de un solo uso en la industria biofarmacéutica en los próximos cinco años?

Anna Espigol. Se espera que la adopción de biorreactores de un solo uso en la industria biofarmacéutica aumente significativamente en los próximos cinco años. Este crecimiento se verá impulsado por los continuos avances tecnológicos, los aumentos en la capacidad de fabricación y la creciente necesidad de flexibilidad ante los eventos de salud globales.

A medida que se introducen en el mercado nuevos componentes, materiales y sensores diseñados específicamente para biorreactores de un solo uso, su eficiencia y rendimiento mejoran, esta evolución y mejora constante los consolida como una opción cada vez más interesante a nivel estratégico.

El principal desafío al que se enfrentan los biorreactores de un solo uso es el impacto medioambiental del uso intensivo de plásticos. Sin embargo, la industria productora está trabajando activamente para reducir este impacto explorando alternativas de reciclaje y sostenibilidad para estos materiales.   Se espera lograr avances significativos en la reducción de residuos y la adopción de prácticas más sostenibles durante los próximos años.

En resumen, los biorreactores de un solo uso representan un avance importante en la flexibilización de la fabricación biofarmacéutica con importantes beneficios que transformarán el desarrollo y la producción de bioterapéuticos críticos para la salud pública.