Ny dansk bioreaktor gør medicinproduktion 100 gange mere effektiv

En ny dansk bioreaktor kan effektivisere produktionen af biologiske lægemidler med op til 100 gange. Det gælder for eksempel produktionen af proteiner til insulin, væksthormoner og vacciner.

Det er den danske virksomhed CerCell, der har udviklet den nye bioreaktor.

De pattedyrsceller, der producerer de ønskede proteintyper, er blevet manipuleret til at kunne klare opgaven mens de svømmer i en suppe af vækstmedie. Men cellerne er ganske sarte og skal have optimale forhold for at producere de biologiske produkter.

Her ses Per Stobbe med en 16 kg tung traditionel genbrugsbioreaktor på 5 liter i glas og stål og den nye 1,2 kilo tunge 0,16 liters engangsbioreaktor. Den traditionelle bioreaktor skal autoklaveres før hver ny opstart, hvorimod CellTank er engangsudstyr. De to viste reaktorer kan indeholde samme mængde celler, men i en CellTank kan produktionen opretholdes i flere måneder. I den traditionelle reaktor ophører cellerne med at producere efter en uge. (Foto: CerCell) Illustration: CerCell

»Alle cellerne skal have ens forhold, så koncentrationen har hidtil været begrænset til et par millioner celler pr. ml. vækstmedie. Vi kan øge cellekoncentration med 50 - måske helt op til 100 med vores nye bioreaktor,« fortæller Per Stobbe fra CerCell.

Fibre og blanding

Dette er lykkedes ved bl.a. at anvende fibre, som cellerne kan hæfte sig fast på eller søge ind i porerne mellem - alt afhængig af celletype.

Samtidig sørger den nye bioreaktor på enkel vis for, at der er samme tryk, pH og temperatur samt adgang til glukose, oxygen, vitaminer, osv. over alt i den porøse struktur ved recirkulering internt i bioreaktoren og løbende udskiftning med friskt vækstmedie.

»På den måde sikres de bedst mulige forhold for alle celler overalt i bioreaktoren. Der er ingen celler, der f.eks. sidder i træk fra vinduet eller airconditionanlægget,« siger Per Stobbe og sammenligner bioreaktoren med et stort kontor, hvor alle kontorpladser opnår samme forhold.

»Vores løsning er sådan set ganske simpel, men ingen har tænkt på det før, fordi den farmaceutiske branche tænker traditionelt. Ved at mikse forskellige teknologier og brancher har vi evnet at bidrage med ny produktionsteknologi.«

Per Stobbe har tidligere udviklet porøse keramiske dieselpartikelfiltre, porøse keramiske vandrensningsteknologier samt porøse keramiske hedeflader til produktion af hydrogen og el fra solkraftværker. Projektet med hydrogen modtog han Descartes-prisen for i 2006.

Han er sammen med sit hold specialist i porøse materialer, og det er deres store viden om flow, gradienter, tryk osv., der er nøglen til, at de har kunnet udvikle denne bioreaktor, forklarer han. Ideen udsprang fra et af de EU-forskningsprojekter de har deltaget i.

Fra fodboldbane til håndboldbane

De kalder det nye koncept CellCore, og de forventer, at det vil resultere i en lang række varianter af bioreaktorer. Fælles for dem vil være, at de vil kunne klare langt flere celler på et mindre volumen.

»Den mindste engangsbioreaktor, vi producerer for tiden (CellTank), har et volumen på 0,16 liter. Hvilket svarer til produktionskapacitet fra en traditionel fem liters suspensions glas/rustfrit stål bioreaktor. Den ultimative vision, vi arbejder med, er en 18 liters bioreaktor, der vil kunne stå på et bord og erstatte en gulvtank på to kubikmeter. Det betyder, at fremtidens produktionsapparat kræver langt mindre plads og dermed mindre investering.«

Han forklarer, at trenden er at have flere mindre engangstanke i stedet for få store tanke.

»Og med vores nye koncept kan man i stedet for at benytte f.eks. ti to kubikmeters tanke have ti 18 liters CellCore stående på et stort bord med samme produktionskapacitet. Vi ser muligheden for at arealreducere produktionsfaciliteter fra en fodboldbane til en håndboldbane,« siger Per Stobbe.

Skal ikke genbruges

Og der er flere fordele, fortæller han:

»Med traditionelt udstyr går cellernes produktion i stå efter et par uger, men vores metode er kontinuerlig og kan fortsætte i flere måneder, for cellerne modtager konstant frisk væskstmedie, mens proteinerne løbende høstes og den brugte væske fjernes.«

De nye bioreaktorer er desuden fremstillet af miljøvenlige, brændbare engangsmaterialer, så de kan destrueres efter brug. Herved undgås den traditionelle langsommelige og kostbare autoklavering.

»Branchen er for tiden inde i en markant revolution omkring udstyr - de forlader genbrug af udstyr i rustfrit stål og glas - og søger mod engangsartikler. Herved undgås vask af udstyr og omfattende validering.«

I brug i år på stort marked

Bioreaktoren testes for tiden hos danske Bioneer i Hørsholm, så evnerne kan blive dokumenteret, hvilket Forsknings- og Innovationsstyrelsen har støttet med 600.000 kr. Herudover søges der midler hos Højteknologifonden til et produktudviklingsprojekt, der involverer blandt andet Statens Serum Instituttet, universiteter og kunder.

De små bioreaktorer bliver lanceret på ESACT-messen i Wien i maj måned og forventes i praktisk brug sidst på året.

»Det kan blive en ganske interessant forretning. Der er 5.000 kunder globalt til disse produkter, og hvis hver kunde har et par stykker, som skal skiftes efter en måneds anvendelse, giver det et potentiale på 20-30.000 systemer om året,« vurderer Per Stobbe.

Priserne kommer til at strække sig fra 20.000 kr. for de mindste bioreaktorer til 250.000 kr. for de største og mest avancerede.

Dokumentation

Læs mere om CerCell på hjemmesiden her