Développement d’une plateforme de production d’anticorps monoclonaux - DUMAS - Dépôt Universitaire de Mémoires Après Soutenance Accéder directement au contenu
Mémoires Année : 2014

Development of a monoclonal antibody production platform

Développement d’une plateforme de production d’anticorps monoclonaux

Résumé

With the decreasing number of traditional molecule sales, the biotechnology sector has become one of the major biopharmaceutical field. Among these molecules, monoclonal antibodies are promising for modern medicine due to their use within a variety of therapies, including those against several forms of cancer, multiple sclerosis and viral infections. Monoclonal antibodies are extremely efficient as they allow a highly specific, complex set of functions that cannot be mimicked by simple chemical compounds. Nowadays, among the ten best-selling drugs in the world, five are produced by biological means, three of them being monoclonal antibodies. Significant capital investments are required for development but the return on investment is high: the sale price of monoclonal antibodies averaged 8,000 dollars per gram in 2009. Pharmaceuticals companies have so far succeeded in facing the multiple challenges regarding public health on one hand and financial aspect on the other hand. Scientific breakthroughs have resulted in the design of more and more effective molecules at lower cost. A promising future awaits the monoclonal antibody market. The commercial success of those drugs has led to a need for very large-scale production platforms. These platforms include all stages necessary for the production, allowing to maintain desired quality attributes and cost effectiveness while reducing the delivery time to market and providing manufacturing flexibility. This work is dealing with the development of an efficient production platform which begins with the selection and generation of the host cell line. Mammalian and CHO cell lines are the host of choice for antibody production. They allow meeting regulatory requirements in order to safely administer treatments. Optimization of media and bioreactor culture conditions is necessary to achieve the required productivity and reduce recombinant protein production cost. These processes are then transferred towards high scale platforms. Large scale production of the therapeutic molecule while maintaining productivity and product quality is challenging for pharmaceutical companies. Modern cell culture processes can achieve high antibody concentrations. However it is generally observed that production capacities can be a limiting factor for the increasing demand of monoclonal antibodies. For the past ten years, biopharmaceutical companies have been exploring innovative solutions such as the optimization of current cell culture processes or the development of new technologies. These solutions are also presented in this work.
Le déclin des ventes de molécules dites traditionnelles ces 15 dernières années a positionné le secteur des biotechnologies comme le domaine leader du marché de l’industrie pharmaceutique via, notamment, la production d’anticorps monoclonaux. Ces biomolécules très prometteuses sont déjà exploitées dans de nombreux domaines thérapeutiques, tels la cancérologie, les maladies auto-immunes ou encore les infections virales. Leur mécanisme d’action consiste, entre autre à cibler et neutraliser les agents pathogènes de manière spécifique et précise. À ce jour, parmi les dix molécules les plus vendues au monde, cinq sont produites par voie biologique dont trois sont des anticorps monoclonaux. Les investissements requis pour produire de telles molécules sont extrêmement onéreux, mais le retour sur investissement est considérable : le prix de vente des anticorps monoclonaux s’élevait en moyenne à 8000 dollars le gramme en 2009. Ainsi, les industriels ont su répondre aux grands enjeux de santé publique, tout en bénéficiant du fort intérêt économique de ce secteur. Les avancées scientifiques ont vu la conception de molécules de plus en plus efficaces à des coûts avantageux. La perspective d’un marché prometteur est indéniable. Le nombre croissant d’anticorps thérapeutiques développés par les grands groupes pharmaceutiques a fait émerger la nécessité de concevoir des plateformes de production. Ces dispositifs intègrent toutes les étapes aboutissant à la production de protéines recombinantes à grande échelle. Ainsi, la globalisation de toutes ces étapes optimise le temps de mise sur le marché et réduit le coût de production, tout en maintenant le niveau de qualité exigé. Le développement de plateformes de production d’anticorps monoclonaux est traité dans cette thèse. La génération et la sélection d’une lignée clonale productrice de protéines recombinantes en est généralement la première étape. Les cellules de mammifères, généralement des cellules CHO, sont les hôtes de prédilection pour la production d’anticorps. Ces cellules permettent d’obtenir des biomolécules satisfaisant les exigences réglementaires requises pour être administré à terme au patient. L’optimisation des milieux et des conditions de cultures en bioréacteurs permet d’atteindre la productivité nécessaire et de réduire le coût de production des protéines recombinantes. Ces procédés sont ensuite transférés vers une plateforme de grande envergure pour la production. Le challenge est de produire massivement la molécule thérapeutique tout en maintenant la productivité et la qualité du produit. Un certain nombre de plateforme de production témoignent déjà d’un rendement particulièrement élevé mais les capacités de production constituent généralement un frein à la demande accrue d’anticorps. Ces dix dernières années, les compagnies pharmaceutiques ont fait des efforts considérables afin d’optimiser les techniques de production de cultures cellulaires, que ce soit dans l’élaboration des lignées, comme la mise au point de procédés de production ou encore la conception de nouvelles technologies. La mise en œuvre de ces procédés est également abordée dans cet ouvrage.
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Dates et versions

dumas-01104942 , version 1 (19-01-2015)

Identifiants

  • HAL Id : dumas-01104942 , version 1

Citer

François Laborde. Développement d’une plateforme de production d’anticorps monoclonaux. Sciences pharmaceutiques. 2014. ⟨dumas-01104942⟩
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