Published May 12, 2021
| Version v1
Publication
Open
Toward QbD Process Understanding on DNA Vaccine Purification Using Design of Experiment
- 1. King Mongkut's University of Technology Thonburi
- 2. National Science and Technology Development Agency
- 3. National Center for Genetic Engineering and Biotechnology
Description
DNA vaccines, the third generation of vaccines, are a promising therapeutic option for many diseases as they offer the customization of their ability on protection and treatment with high stability. The production of DNA vaccines is considered rapid and less complicated compared to others such as mRNA vaccines, viral vaccines, or subunit protein vaccines. However, the main issue for DNA vaccines is how to produce the active DNA, a supercoiled isoform, to comply with the regulations. Our work therefore focuses on gaining a process understanding of the purification step which processes parameters that have impacts on the critical quality attribute (CQA), supercoiled DNA and performance attribute (PA), and step yield. Herein, pVax1/lacZ was used as a model. The process parameters of interest were sample application flow rates and salt concentration at washing step and at elution step in the hydrophobic interaction chromatography (HIC). Using a Design of Experiment (DoE) with central composite face centered (CCF) approach, 14 experiments plus four additional runs at the center points were created. The response data was used to establish regression predictive models and simulation was conducted in 10,000 runs to provide tolerance intervals of these CQA and PA. The approach of this process understanding can be applied for Quality by Design (QbD) on other DNA vaccines and on a larger production scale as well.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعد لقاحات الحمض النووي، الجيل الثالث من اللقاحات، خيارًا علاجيًا واعدًا للعديد من الأمراض لأنها توفر تخصيص قدرتها على الحماية والعلاج باستقرار عالٍ. يعتبر إنتاج لقاحات الحمض النووي سريعًا وأقل تعقيدًا مقارنة باللقاحات الأخرى مثل لقاحات الحمض النووي الريبوزي المرسال أو اللقاحات الفيروسية أو لقاحات البروتين الفرعية. ومع ذلك، فإن القضية الرئيسية للقاحات الحمض النووي هي كيفية إنتاج الحمض النووي النشط، وهو شكل متساوي فائق اللف، للامتثال للوائح. لذلك يركز عملنا على اكتساب فهم العملية لخطوة التنقية التي تعالج المعلمات التي لها تأثيرات على سمة الجودة الحرجة (CQA)، والحمض النووي فائق اللف وسمة الأداء (PA)، وعائد الخطوة. هنا، تم استخدام pVax1/lacZ كنموذج. كانت معلمات العملية محل الاهتمام هي معدلات تدفق تطبيق العينة وتركيز الملح عند خطوة الغسيل وعند خطوة الشطف في كروماتوغرافيا التفاعل غير الآلف للماء (HIC). باستخدام نهج تصميم التجربة (DoE) مع نهج مركزي مركب مركزي (CCF)، تم إنشاء 14 تجربة بالإضافة إلى أربع عمليات تشغيل إضافية في نقاط المركز. تم استخدام بيانات الاستجابة لإنشاء نماذج تنبؤية للانحدار وتم إجراء المحاكاة في 10000 دورة لتوفير فترات تحمل لـ CQA و PA. يمكن تطبيق نهج فهم العملية هذا على الجودة حسب التصميم (QbD) على لقاحات الحمض النووي الأخرى وعلى نطاق إنتاج أكبر أيضًا.Translated Description (French)
Les vaccins à ADN, la troisième génération de vaccins, sont une option thérapeutique prometteuse pour de nombreuses maladies car ils offrent la personnalisation de leur capacité de protection et de traitement avec une grande stabilité. La production de vaccins à ADN est considérée comme rapide et moins compliquée par rapport à d'autres tels que les vaccins à ARNm, les vaccins viraux ou les vaccins à sous-unités protéiques. Cependant, le principal problème pour les vaccins à ADN est de savoir comment produire l'ADN actif, une isoforme surenroulée, pour se conformer à la réglementation. Notre travail se concentre donc sur la compréhension du processus de l'étape de purification qui traite les paramètres qui ont des impacts sur l'attribut de qualité critique (CQA), l'ADN surenroulé et l'attribut de performance (PA), et le rendement de l'étape. Ici, pVax1/lacZ a été utilisé comme modèle. Les paramètres du procédé d'intérêt étaient les débits d'application de l'échantillon et la concentration en sel à l'étape de lavage et à l'étape d'élution dans la chromatographie d'interaction hydrophobe (hic). En utilisant une conception d'expérience (DoE) avec une approche centrale composite centrée sur la face (CCF), 14 expériences plus quatre essais supplémentaires aux points centraux ont été créés. Les données de réponse ont été utilisées pour établir des modèles prédictifs de régression et une simulation a été effectuée en 10 000 passages pour fournir des intervalles de tolérance de ces CQA et PA. L'approche de cette compréhension du processus peut être appliquée pour la qualité dès la conception (QbD) sur d'autres vaccins à ADN et à plus grande échelle de production également.Translated Description (Spanish)
Las vacunas de ADN, la tercera generación de vacunas, son una opción terapéutica prometedora para muchas enfermedades, ya que ofrecen la personalización de su capacidad de protección y tratamiento con alta estabilidad. La producción de vacunas de ADN se considera rápida y menos complicada en comparación con otras como las vacunas de ARNm, vacunas virales o vacunas de subunidades proteicas. Sin embargo, el principal problema para las vacunas de ADN es cómo producir el ADN activo, una isoforma superenrollada, para cumplir con la normativa. Por lo tanto, nuestro trabajo se centra en obtener una comprensión del proceso del paso de purificación que procesa los parámetros que tienen impactos en el atributo de calidad crítica (CQA), el ADN superenrollado y el atributo de rendimiento (PA), y el rendimiento del paso. En la presente, se utilizó pVax1/lacZ como modelo. Los parámetros del proceso de interés fueron los caudales de aplicación de la muestra y la concentración de sal en la etapa de lavado y en la etapa de elución en la cromatografía de interacción hidrófoba (HIC). Usando un Diseño de Experimento (DoE) con enfoque centrado en la cara compuesta central (CCF), se crearon 14 experimentos más cuatro corridas adicionales en los puntos centrales. Los datos de respuesta se utilizaron para establecer modelos predictivos de regresión y la simulación se realizó en 10.000 ejecuciones para proporcionar intervalos de tolerancia de estos CQA y PA. El enfoque de esta comprensión del proceso se puede aplicar para Quality by Design (QbD) en otras vacunas de ADN y también en una escala de producción más grande.Files
pdf.pdf
Files
(2.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:324f4f2ffa90f6e882d94246305a1caa
|
2.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نحو فهم عملية QbD لتنقية لقاح الحمض النووي باستخدام تصميم التجربة
- Translated title (French)
- Vers une compréhension du processus QbD sur la purification des vaccins à ADN à l'aide de la conception de l'expérience
- Translated title (Spanish)
- Hacia la comprensión del proceso QbD sobre la purificación de la vacuna de ADN utilizando el diseño del experimento
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3161282043
- DOI
- 10.3389/fbioe.2021.657201
References
- https://openalex.org/W129129599
- https://openalex.org/W1667174226
- https://openalex.org/W1837578387
- https://openalex.org/W1967687158
- https://openalex.org/W1969030000
- https://openalex.org/W1969471153
- https://openalex.org/W1973645144
- https://openalex.org/W1985444556
- https://openalex.org/W1999481657
- https://openalex.org/W2001322125
- https://openalex.org/W2017780084
- https://openalex.org/W2027317236
- https://openalex.org/W2037999785
- https://openalex.org/W2050238756
- https://openalex.org/W2053319164
- https://openalex.org/W2073186739
- https://openalex.org/W2120365277
- https://openalex.org/W2132311516
- https://openalex.org/W2147746168
- https://openalex.org/W2150788554
- https://openalex.org/W2158196600
- https://openalex.org/W2603739332
- https://openalex.org/W2784089437
- https://openalex.org/W2883374324
- https://openalex.org/W2891486793
- https://openalex.org/W2898025403
- https://openalex.org/W2904489572
- https://openalex.org/W2942484034
- https://openalex.org/W2962202409
- https://openalex.org/W2991103735
- https://openalex.org/W2994949405
- https://openalex.org/W3024340174
- https://openalex.org/W3093460248
- https://openalex.org/W3100641539
- https://openalex.org/W3113672762
- https://openalex.org/W34496706
- https://openalex.org/W353238247
- https://openalex.org/W4242186041
- https://openalex.org/W623001696