Implementação na indústria de processo produtivo de proteína recombinante para incorporação em kit de diagnóstico

Abstract

Resumo: A doença de Chagas continua acometendo entre 6-7 milhões de pessoas ao redor do mundo, dentre os indivíduos infectados cerca de 25% vivem no Brasil. Os infectados estão fortemente ligados a situações de pobreza e dependem do Sistema Único do Saúde (SUS) para o diagnóstico e manutenção da qualidade de vida. Atualmente os testes diagnósticos disponíveis no país na maior parte utilizam insumos não nacionalizados, encarecendo a cadeia produtiva. Desta forma, o objetivo do trabalho foi implementar em ambiente industrial a produção de quimeras em larga escala para uso no desenvolvimento e produção de kit diagnóstico para Doença de Chagas. O processo de escalonamento foi implementado seguindo as normas de Boas Práticas de Fabricação (BPF) e RDC nº 665 de 30 de março de 2022. Para expressão de duas proteínas quiméricas de regiões antigênicas do parasita, foram realizados processos de cultivo celular de Escherichia coli BL21 Star (DE3) líquido em biorreator tipo onda. O processo de purificação ocorreu através de cromatografia líquida com a aplicação das técnicas de afinidade e troca iônica. As proteínas produzidas já apresentavam alta sensibilidade e especificidade em testes imunodiagnósticos descritos na literatura, entretanto, o processo se restringia a escala de bancada. Devido o avanço de demanda do mercado pelos insumos produzidos, o aumento de escala e sua produção em área com certificação foi imprescindível para consolidação da nacionalização dos insumos e redução dos custos. A consolidação de nosso principal objetivo industrial foi alcançada ao modificar o meio de cultura e volume de crescimento celular, que proporcionaram um rendimento maior que 20 mg de proteína por litro de cultivo para ambos os antígenos IBMP-8.1 e IBMP-8.4.

Abstract: Chagas disease continues affecting between 6-7 million people around the world, among the infected individuals around 25% live in Brazil. The infected individuals are strongly linked to situations of poverty and depend on the Unified Health System (SUS) for diagnosis and maintenance of quality of life. Currently, the diagnostic tests available in the country mostly use not nationalized inputs, making the production chain more expensive. Thus, the objective of this work was to implement in an industrial environment the large-scale production of chimeras for use in the development and production of diagnostic kits for Chagas disease. The scale-up process was implemented following the standards of Good Manufacturing Practices and RDC Nº 665 of March 30, 2022. For expression of two chimeric proteins of antigenic regions of the parasite, cell culture processes of Escherichia coli BL21 Star (DE3) liquid in wave bioreactor were performed. The purification process occurred by liquid chromatography with the application of affinity and ion exchange techniques. The proteins produced already presented high sensitivity and specificity in immunodiagnostic tests described in the literature, however, the process was restricted to the bench scale. Due to the advancement of market demand for the produced inputs, the scale-up and its production in certified area was essential for the consolidation of the nationalization of inputs and cost reduction. The consolidation of our main industrial goal was achieved by modifying the culture medium and cell growth volume, which provided a yield greater than 20 mg of protein per liter of culture for both IBMP-8.1 and IBMP-8.4 antigens.