PRODUÇÃO DE VACINAS

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PRODUÇÃO DE VACINAS
Discente: Cinthya Maciel,
Docente: Bianca Costa.
Macaé 2016.1
Revolução Biotecnológica moderna  mudança desenvolvimento de novas vacinas. (Avanços na descoberta de novos antígenos, adjuvantes, vetores ou sistemas de entrega) . 
A vacinação como maneira eficaz de combater várias doenças  necessidade da produção industrial e no desenvolvimento de tecnologias adequadas para atender a demanda. 
Introdução
Adaptado REVISTA COLOMBIANA DE BIOTECNOLOGIA, 1998; BOTACINI et al. , 2012.
PRINCIPAIS TIPOS DE IMUNIDADES
Imunidade Passiva é a transferência de anticorpo produzidos por um indivíduo a outro e este terá proteção imediata. Existe duas formas de aquisição: Natural e Artificial.
 Imunidade Passiva Natural:
 É a transferência de anticorpos maternos pela placenta.
Imunidade Passiva Artificial:
 Os anticorpos são injetados no organismo, proporcionando a proteção imediata contra o patógeno
ACHO QUE PODE TIRAR ESSE SLIDE
Introdução
Vacinas Bacterianas
 Vacinas bacterianas   microorganismos atenuados ou inertes, toxinas neutralizadas, ou simplesmente utilizando componentes de cápsula, membrana ou parede bacterianas. 
 Vacinas conjugadas  polissacarídeos conjugados com toxóides tetânico, diftérico, proteínas de membranas externas ou membranas capsulares.
 Conjugação  aumenta a capacidade imunogênica da vacina.
Introdução
Vacinas bacterianas 
PROTEÇÃO CONTRA
MICRORGANISMO EMPREGADONO PREPARO
COMPOSIÇÃO BÁSICA DA VACINA
Poliomelite
Poliovirus
Vírus inativado e vírus atenuado
Varíola
Poxvirus
Vírus atenuado
Raiva
Lyssavirus
Vírus atenuado
Rubéola
Rubivirus
Vírus atenuado
Caxumba
Paramyxovirus
Vírus atenuado
Influenza
Influenzavirus
Vírus vivo ou inativado
Tétanov
Clostridiumtetani
Exotoxina inativada (toxóide)
Coqueluche (pertussis)
Bordetellapertussis
Microrganismo inativado
Pneumonialobar,broncopneumonia,otitee mastoidite
Diplococcuspneumoniae
Polissacarídeos capsulares
Adaptado REVISTA COLOMBIANA DE BIOTECNOLOGIA, 1998; BOTACINI et al. , 2012.
Introdução
  Vacina atenuada
Mo encontra-se vivo porém, sem capacidade de produzir a doença.(caxumba, febre amarela, poliomielite, rubéola, sarampo, tríplice viral, varicela e varíola).
Vacina inativada
Mo inativado por agentes químicos ou físicos, ou subunidades e fragmentos obtidos por engenharia genética.
Adaptado REVISTA COLOMBIANA DE BIOTECNOLOGIA, 1998; BOTACINI et al. , 2012.
Introdução
Processo fermentativo na produção de vacinas
Fatores são importantes na produção específica de algumas vacinas:
 Volume de cultivo necessário para a produção de uma dose humana total de vacina;
 Condução dos processos fermentativos correspondentes (ex: pH, temperatura);
 Concentração de microrganismos ou antígenos obtidos;
 Vias de aplicações das vacinas (tifo e cólera -  via parenteal e oral), pois possuem valores distintos de volume de cultivo;
 Etapas de purificação do antígeno posterior à fermentação: quanto maior o número requerido para uma pureza especificada, tanto maior será o volume de cultivo destinado à uma dose humana total.
Produção em grande escala e suas vantagens:
Escala laboratorial  pequenas quantidades, custo elevado. Tornando o processamento impossível em grande escala pelos seguintes motivos:
 Requer profissional capacitado com conhecimentos em produções de grande escala e gera alto custo;
O volume de cultivo em outros processos fermentativos (antibióticos), compreendem várias dezenas de milhares de litros em uma só batelada, 
Na produção de vacinas requer apenas o emprego de fermentadores das dimensões de um piloto, o que aumenta o tempo e o custo da produção. (torna-se inviável).
  Condições complexas de cultivo de bactérias patogênicas e vírus;
 A produção de vacinas necessita estar paralelamente ligada à ciência;
 Automação industrial é um fator que ajudaria a ampliação destes processos.
Biorreatores
Reatores químicos nos quais ocorrem reações catalisadas por “Biocatalisadores”. 
Enzimas 
Células
 vivas 
9
Biorreator
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Reatores em 
fase aquosa
(submersa)
Reatores em 
fase 
não-aquosa
(semi-sólida)
Células/Enzimas
Livres
Células/Enzimas
Imobilizadas
Agitados Mecanicamente
Agitados Pneumaticamente
Fluxo Pistonado
Leito Fixo
Leito Fluidizado
Membranas planas
Fibra oca
Células/Enzimas
Confinadas
Estático (Bandejas)
Agitado (Rotatório)
Leito Fixo
Leito Fluidizado (gás-sólido)
Biorreatores
Estático
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Reatores em 
fase 
não-aquosa
(semi-sólida)
Estático (Bandejas)
Agitado (Rotatório)
Leito Fixo
Leito Fluidizado (gás-sólido)
Biorreatores
Biorreator
Fermentação 
Biorreator
Biorreator com dorna de vidro e sistema de agitação “Cell-Lift”
(capacidade total de 5 litros).
Sistemas de agitação para biorreatores decultivo de células animais:a = vibromixer, b= agitador tipo palheta, c=agitador com hélice marítima, d= agitador tipocela, e= agitador de cesto com fibras ocas, f=tubo de aspiração.
Adaptado REVISTA COLOMBIANA DE BIOTECNOLOGIA, 1998; BOTACINI et al. , 2012.
Biorreator
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Sistema de agitação e aeração para o cultivo submerso de Bordetella pertussis (A) e para cultivos com antiespumante (B).e = entrada s = saída de ar esterilizado respectivamente
Adaptado REVISTA COLOMBIANA DE BIOTECNOLOGIA, 1998; BOTACINI et al. , 2012; Google imagens.
Biorreator
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Processo contínuo
Biorreator
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Processo contínuo
Biorreator
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Processo descontínuo
Biorreator
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Processo descontínuo
Biorreator - Cinética
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Grafico1: Cinética do aumento da concentração de biomassa da fermentação da fermentação em reator Bioflo III - NBS, con 5L, durante 24 horas.
Biorreator - Cinética
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Gráficos 2 e 3: (A) Consumo Glutamato de sódio em meio de cultura, (B) Evolução do pH em meio.
A
B
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Biorreator - Cinética
Método de Recuperação
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Filtração e destoxificação
A etapa de filtração tangencial, no processo de produção, visa separar as bactérias do meio de cultura. Estas estão ressuspensas em soro fisiológico e destoxificadas com formaldeído
Características importantes na Fermentação de Vacinas
 Meios de cultura com composição complexos;
 Os volumes de meio de cultivo utilizados na produção industrial de vacinas (25 a 3.500 L) são pequenos em relação a outros processos;
 Temperatura de cultivo: para bactérias e células de tecidos se situam ao redor de 37ºC;
 pH ótimo das fermentações (geralmente 7,5);
 Temperatura favorável à proliferação dos microrganismos;
 Assepsia na condução do processo; Patogenicidade dos microrganismos envolvidos no preparo de vacinas;
 Os primeiros efeitos são observados em animais de laboratórios, portanto é impossível avaliar a potência da vacina durante o processo de cultivo;
 Curva de crescimento do microrganismo de interesse (obtidas pelas leituras de densidade óptica).
 
Classificação dos Processos de Produção de Vacinas
Conforme a localização do antígeno:
PARTICULADA e NÃO-PARTICULADA 
Processos: Durante a produção da vacina, os tratamentos finais da cultura do microrganismo correspondente diferem, de acordo com o grupo ao qual pertence o imunobiológico. Vejamos abaixo a classificação das vacinas bacterianas quanto à localização do antígeno.
Produção da Vacina Bacteriana - Pertussis 
 
Características:
 Bacilo gram-negativo;
 Meio cultivo semi-sólido complexo contendo sangue
 de carneiro;
 (meio é usado durante os estágios iniciais de preparo do inóculo seguido do cultivo em suspensão ou profundidade).
Bordetella pertussis  Coqueluche
Processo Fermentativo da Vacina Pertussis
 Inicialmente preparado pela ressuspensão do microrganismo liofilizado em soro fisiológico, seguido de um espalhamento da suspensão resultante sobre o meio contendo sangue de carneiro (Bordet-Gengou);
 A incubação é realizada a 35ºC durante 96 horas;
 As colônias formadas são novamente suspensas
com o soro citado e um novo cultivo é realizado em outros tubos contendo o meio de Bordet-Gengou durante 48 horas a 35ºC;
 Existe ainda para o preparo do inóculo duas etapas de cultivo de bactéria em erlenmeyers agitados com meio que não contém sangue ( Stainer-Scholte) durante 24horas a 35ºC;
 A relação entre o volume de meio e a capacidade do frasco sempre está entre 0,2 e 0,25   5%, dependendo do fermentador ou do pré-fermentador.
Pode acontecer a proliferação de bactérias e fungos que poderão contaminar de várias formas. Adiciona-se os meios tioglicolato (detecta contaminantes anaeróbios) ou Brewer e caseína de soja (detecta possíveis fungos);
 Amostras do fermentador e da vacina final (0,5 mL) são colhidas após cada etapa de preparo do inóculo. São adicionados meios citados e se não apresentar turvações após incubação 35ºC = ausência contaminantes e são chamados: TESTES DE ESTERILIDADE;
 A Bordetella pertussis não prolifera nestes meios citados;
 Provas importantes para liberar a vacina são: Toxidez e Potência (ratos)
 O cultivo submerso da Bordetella pertussis  em fermentador apresenta um problema, pois as bactérias tendem a se adsorver nas superfícies das bolhas de ar e com isso o microrganismo é arrastado para a superfície livre do meio e para de se reproduzir;
 Não é recomendada a utilização de antiespumante na produção da vacina pertussis, pois aumenta a toxidez no produto final;
 pH do meio apresenta um aumento constante entre 7,0 e 7,5, até 8,0 a 8,6. Esta é a fase estacionária de crescimento.
Remover as chicanas ou defletores da parede da dorna (fig. A).
 Trata-se de um sistema que evita a flotação de bactérias, pois a aeração é reduzida eficientemente;
 Deve-se evitar a turbulência do meio (fig. B);
 Dispensa antiespumante;
 Boa homogeneidade.
Sistema de agitação e aeração para o cultivosubmerso de Bordetella pertussis (A) e para cultivoscom anti-espumante (B).e = entrada s = saída de ar esterilizadorespectivamente
Conclusão
Concluímos que a produção de vacinas, seja ela de origem bacterianaou viral, possui rigorosos procedimentos que devem ser cumpridospelos laboratórios. Estes, necessitam de recursos financeiros dogoverno e profissionais com sólidos conhecimentos, tanto para aprodução quanto para o desenvolvimento de novas tecnologiasconforme os surtos patogênicos, endêmicos e pandêmicos que apopulação apresentar. Porém, nem sempre esta necessidade ésuprida devido ao baixo investimento nesta área e a produção emgrande escala fica a desejar, principalmente nos países emdesenvolvimento
MUDAR