La microbiología ayuda a transformar microorganismos vivos en medicamentos. Al cultivar bacterias, levaduras u hongos bajo condiciones estrictamente controladas, las empresas pueden producir vacunas, proteínas (como la insulina o los anticuerpos) y antibióticos.
Dado que los pacientes dependen de estos medicamentos, cada paso del proceso se controla, prueba y documenta cuidadosamente para cumplir con los estándares regulatorios (GMP).
Cómo se fabrica un API basado en fermentación
Banco Maestro de Células (MCB) y Banco de Células de Trabajo (WCB)
- MCB: Un stock congelado y altamente estable de un único clon microbiano. Protege la estabilidad genética.
- WCB: Derivado del MCB y utilizado para la producción rutinaria.
- Almacenamiento: A temperaturas muy bajas (≤ -70 °C o en nitrógeno líquido) para mantener el organismo inalterado.
Importancia: Mantener la consistencia del microorganismo inicial es esencial para la calidad del producto. El objetivo principal es garantizar la seguridad, pureza y consistencia del rendimiento de un lote a otro.
Desarrollo del Inóculo
Se parte de una pequeña cantidad del WCB y se cultiva en recipientes pequeños (matraces agitados o biorreactores de semilla).
Posteriormente, se escala progresivamente hasta obtener el volumen necesario para la producción principal.
Controles clave: pH, temperatura, oxígeno disuelto (DO) y nutrientes.
Importancia: Permite obtener una población microbiana sana y uniforme, lista para el crecimiento a gran escala.rowth.
Fermentación a Gran Escala
Se lleva a cabo en biorreactores de acero estériles, que pueden ir desde cientos hasta miles de litros.
Controles principales:
- Aireación y agitación: Aseguran suficiente oxígeno para el crecimiento.
- Estrategia de alimentación de nutrientes: Por lotes alimentados o continua, para maximizar el rendimiento.
- pH y temperatura: Se mantienen dentro de rangos estrechos adecuados para el microorganismo.
- Control de espuma: Se añaden agentes antiespumantes para evitar desbordamientos.
- Resultado: Las células microbianas crecen y producen el API deseado o sus precursores..
Cosecha y Recuperación Primaria
- Separación: La centrifugación o la microfiltración eliminan la mayor parte de las células microbianas del caldo de cultivo.
- Gestión de impurezas según el tipo de API:
- APIs intracelulares: Se rompen las células (lisis) y se purifica el producto.
- APIs extracelulares: Se purifican directamente a partir del líquido.
Purificación
Herramientas principales:
- Cromatografía: Elimina impurezas.
- Ultrafiltración/Diafiltración: Concentración del producto e intercambio de tampones.
- Para productos sólidos: Se utiliza cristalización.
- Para productos líquidos: Filtración estéril (0,22 µm) para garantizar la esterilidad antes del llenado final.
Importancia: Elimina impurezas, concentra el producto y lo prepara para la formulación final.
Controles de calidad y microbiológicos
- Prevención de la contaminación durante la producción
- Uso de sistemas cerrados y gases estériles para limitar la exposición a microorganismos externos.
- Esterilización de medios: Mediante calor (SIP – Steam-In-Place) o filtración.
- Monitoreo de biocarga: Controles regulares del caldo para detectar microorganismos no deseados.
- Control de endotoxinas: Fundamental en productos inyectables.
- Controles microbiológicos del API final
- El producto final debe cumplir con los estándares farmacopéicos (USP, EP, JP).
- Se realiza una prueba de biocarga (TVC – Total Viable Count) antes de la esterilización terminal.
- Se exige una prueba de esterilidad para APIs estériles.
- Las pruebas de endotoxinas son obligatorias para productos parenterales.
Monitoreo Ambiental en Instalaciones GMP
El monitoreo riguroso reduce el riesgo de contaminación en el entorno de fabricación.
Equipos y superficies
- Pruebas regulares con hisopos o enjuagues para detectar microorganismos formadores de biopelículas (p. ej., Pseudomonas).
- La validación CIP/SIP garantiza que los procesos de limpieza y esterilización sean eficaces.
Salas limpias y sistemas HVAC
- Monitoreo del aire: Muestreo activo (impactación) y placas de sedimentación (pasivas).
- Los recuentos de partículas no viables cumplen con los estándares ISO 14644-1 (por ejemplo, ISO 5 para áreas asépticas).
- Cascadas de presión para evitar la contaminación cruzada entre zonas.
Sistemas de agua purificada
- Directrices de calidad del agua (USP <1231>):
- Agua purificada (PW): < 100 UFC/mL (límite microbiano).
- Agua para inyección (WFI): Debe ser estéril y libre de endotoxinas.
- Control de biopelículas: Sanitización regular (ozono, agua caliente > 80 °C, o luz UV).
Reflexión final: Por qué todo esto importa
La producción de APIs mediante fermentación es un proceso altamente controlado y guiado por las normas GMP.
La supervisión microbiológica —desde los bancos celulares iniciales hasta el monitoreo ambiental y la calidad del agua— garantiza que los APIs sean seguros, eficaces y producidos de manera constante.
La combinación de una planificación cuidadosa, pruebas rigurosas y una limpieza y monitoreo exhaustivos ayuda a proteger a los pacientes y cumplir con los estándares regulatorios.
Marina Guerra
Applied Microbiology Lab Manager at Suanfarma CDMO Cipan
