Análise Técnico-Econômica para a produção de biofármacos de L-asparaginase / Technical-Economic analysis for the production of L-asparaginase biopharmaceuticals

RESUMO

A enzima L-asparaginase é comumente utilizada como biofármaco para o tratamento da Leucemia Linfoblástica Aguda e possui altas taxas de cura com o medicamento disponível no mercado. Atualmente a aquisição deste biofármaco é fruto integral de importação, não sendo realizada produção nacional, muito embora existam grupos de pesquisas nacionais que trabalham em pesquisas e no desenvolvimento de biofármacos alternativos da L-asparaginase. Assim, a presente dissertação tem como objetivo realizar análises técnico-econômicas para avaliar a viabilidade de implementação industrial de bioprocessos para a produção da L-asparaginase do tipo Erwinase PEGuilada e não PEGuilada, que foram previamente desenvolvidos na FCF-USP. As análises técnico-econômicas foram conduzidas por meio do software SuperPro Design® (Intelligen, Inc.) e permitiram adaptar o processo laboratorial para um processo piloto e possibilitaram estimar os valores de custo de produção unitário (Unity Cost of Production - UPC) de US$ 12,37/mg e US$ 3,46/mg para a L-asparaginase monoPEGuilada e nativa obtida por processo similar, respectivamente. O custo unitário de produção para a enzima peguilada foi, portanto, estimado em cerca de 4 vezes o mesmo custo para a produção da enzima peguilada, sendo tal aumento de custo devido às operações de peguilação, já que ambas as plantas foram mantidas nas mesmas dimensões. Ainda, foram obtidos indicadores econômicos, que indicam a atratividade do processo desenvolvido, muito embora tenham sido identificados diversos gargalos de processo e fatores a serem otimizados e melhorados de forma a tornar o processo mais atrativo sob os pontos de vista técnico e econômico. Em uma análise de sensibilidade preliminar um aumento factível da densidade celular já mostra que é possível reduzir em mais de 30% o UPC. De toda forma, ainda que não otimizado, o processo apresentou valores e dados compatíveis com os biofármacos de L-asparaginase já disponíveis no mercado

ABSTRACT

The enzyme L-asparaginase is commonly used as a biopharmaceutical in the treatment of Acute Lymphoblastic Leukemia, presenting high cure rates with the formulations available on the market. Nowadays, the acquisition of this biopharmaceutical is only from importation, given that there is no national production being carried out, although there are national research groups working on research and development of alternative L-asparaginase biopharmaceuticals. Thus, this project aims at carrying out technical-economic analyzes to evaluate the viability of industrial implementation of bioprocesses for the production of L-asparaginase of the PEGylated and non-PEGylated Erwinase type previously developed at FCF-USP. The technical-economic analyzes, conducted by means of the software SuperPro Design® (Intelligen, Inc.), allowed to adapt the laboratory process to a pilot process and made it possible to estimate the unit cost of production (UPC) values of US $ 12.37 / mg and US $ 3.56 / mg for monoPEGylated L-asparaginase and bare obtained by similar process, respectively. The unit cost of production for the pegylated enzyme was, therefore, estimated at about 4 times the same cost for the production of the pegylated enzyme, such an increase in cost due to pegylation operations, since both plants were maintained in the same dimensions. Moreover, economic indicators were obtained, which indicate the attractiveness of the developed process. However, several process bottlenecks and factors to be optimized and improved were identified to make the process more attractive from the technical and economic point of view. In a preliminary sensitivity analysis, a feasible increase in cell density already shows that it is possible to reduce UPC by more than 30%. Accordingly, although not optimized, the process presented values and data compatible with the L-asparaginase biopharmaceuticals already available on the market