MIKROBIOLOGI TERAPAN: PERAN MIKROBIOLOGI DI INDUSTRI VAKSIN Bandung, 16 November 2009 IIN SUSANTI Bio Farma
Pendahuluan: Mikrobiologi Terapan : • Mikrobiologi terapan adalah interaksi antara mikroba dengan isi dunia lainnya – Efek mikrobiologi terhadap tanah, air, makanan, obat‐obatan, pertanian
• Mikroorganisme hampir bisa ditemukan di semua aspek kehidupan kita – mikroorganisme memegang peranan kritikal pada kelangsungan hidup kita di bumi
• to be a successful ecosystem on Earth, “BE NICE” to the microorganisms!
Pendahuluan: Mikrobiologi Terapan : • Makanan & Minuman: microorganisme untuk produksi keju, yoghurt dan roti, wine, bier, dan distilled alcoholic beverage. Khas Indonesia: Tape, Brem • Pharmaceuticals : antibiotik, vitamin ( B12 and B2), steroid (Cortisone), dan Vaksin. • Chemicals : ethanol, citric acid dan vinegar • Biochemical cycles: Carbon cycle, nitrogen cycle, nitrogen fixation in plants. • Energy/Environment: Biofuels, bioremediation (clean up pollution) 3
Pendahuluan: Pharmaceutical Microbiology • Industri farmasi hendaknya menghasilkan produk sesuai dengan persyaratan: Quality Identity Strength Purity Safety
• Microbiology memegang peranan penting untuk memenuhi sebagain dari persyaratan kualiatas di atas: 9 Sterile products 9 Non‐sterile products: freedom from objectionable micoorganisms
Key Elements Pharmaceutical Microbiology
Production
Quality Assurance / Quality Control
R&D
Regulasi
Peran Mikrobiologi dalam Produksi • Produksi bahan baku dan senyawa aktif dalam industri farmasi: 9Bio‐konversi 9Natural metabolites 9Metabolit yang diproduksi melalui “genetically engineered microorganism” (rekombinan) 9Vaksin (mikroorganisme atau bagian/metabolit dari organisme yang digunakan dalam usaha pecegahan penyakit)
Bio‐konversi • Hidroksilasi stereospesifik dari progesteron menjadi 11α‐hidroksi‐progesteron oleh Rhizopus nigricans pada produksi hidrokortison • Konversi D‐sorbitol menjadi L‐sorbose oleh Gluconobacter oxydans sebagai bagian dari produksi vitamin C • Produksi ko‐enzym A dari asam pantotenat, adenin dan L‐sistein oleh Brevundimonas ammoniagenes
Natural Metabolit • ANTIBIOTIK : Natural antibiotik: isolasi dari hasil kultivasi mikroba penghasil antibiotik (penisilin) Semi sintetik antibiotik: sebagian molekulnya diproduksi secara fermentasi, dan bagian lainnya diproduksi secara sintetik (ampisilin) Sintetik antibiotik: contoh kloramfenikol
• Senyawa farmasi lainnya: vitamin, enzym, co‐ enzyme, dextran
Natural Antibiotik
Antibiotic
Producing microorganism
Cephalosporin Cyclohexamide Erythromycin Kanamycin Penicillin Streptomycin Tetracycline Polymyxin
Cephalosporium sp Streptomyces griseus Streptomyces erythreus Streptomyces kanamyceticus Penicillium chrysogenum Streptomyces griseus Streptomyces rimosus Bacillus polymyxa
Bahan Baku dari Mikroorganisme
Metabolit‐Genetically Engineered • DNA Recombinan
Vaksin • Tujuan: menginduksi sistem imun tubuh untuk membentuk antibodi terhadap antigen tertentu • Traditional Vaccines: 9Attenuated: strain mutan hidup dari patogen yang telah hilang sifat virulennya tapi masih mempunyai sifat antigenitas, co/: BCG, Campak, Polio oral 9Killed bacteria or viruses: sel atau virion yang dimatikan dengan panas atau penambahan zat kimia; co/: influenza, pertusis, polio inaktif 9Toxoid (Metabolite): Diphtheria, Tetanus
• Second Generation Vaccines: Conjugate vaccine: bagian dari organisme yang dikonjugasikan dengan protein sebagai carrier; co/: HiB, Meningococ Subunit vaccine: mengandung satu atau lebih komponen selular dari organisme; co/: Aselular pertusis, Influenza HA Genetically engineered: Hepatitis B
• Future Vaccines: 9Recombinant vector vaccine 9Koyo 9Inhalasi 9Edible vaccine
Bio Farma State‐owned enterprise under the auspices of the Ministry of State‐owned Enterprise. Sole vaccine manufacturer in Indonesia Mission : Support National Immunization Program through supply of vaccines Provide shareholder with dividends
One of a few WHO prequalified vaccine manufacturers in the world Export vaccines through Unicef and other countries
Bio Farma Core products : DTP, TT, DT, BCG OPV, Measles, Hepatitis B Combination vaccines : DTP‐HepB Other products : sera & diagnostik Vaccines under development: HiB Influenza – avian influenza IPV
MICROBIOLOGICAL IN VACCINES PRODUCTION
Production Processes Production based on concepts of biotechnology
1 000 liter fermentors for tetanus cultivation
Production Processes
Harvesting equipment
Measles Production (Up-stream)
Measles Production (Down-stream)
Microbiological Quality Assurance Deteksi Kontaminan Monitoring Proses
Quantitative Analysis
Deteksi Kontaminan • • • • •
Bakteri Jamur Endotoksin Mycoplasma Virus
Sterility Test – Membrane filtration
Sterility Test – Direct Inoculation
Mycoplasma Testing • Direct Inoculation: media PPLO • DNA Staining • PCR
Note: PPLO = PleuroPneumonia Like Organisms
Endotoxin ‐ Pyrogen • Pyrogen Rabbit test • LAL test: ¾Gel clot ¾Chromogen ¾Turbidimetry
Bioburden • • • •
Raw material Active substances Water Media sblm sterilisasi
Viruses • Cell culture • PCR Sel RK
Virus Herpes
Sel Vero
Virus Foamy
Sel MK
Virus Herpes
Sel MRC-5
Virus CMV
Sel VK
Virus SV40
Monitoring Process • Containment : describing safe methods for managing infectious agents in the laboratory
facility design equipment good practices • Environment monitoring • Sterilisasi • Validasi
Containment Four Biosafety levels: • Biosafety Level 1 (BSL 1) • Biosafety Level 2 (BSL 2) • Biosafety Level 3 (BSL 3) • Biosafety Level 4 (BSL 4) Clean room: • Class A (kelas 100) • Class B (kelas 1000) • Class C (kelas 10000) • Class D (kelas 100000)
BACTERIA & PARTICLES CARRIED BY PEOPLE Hands 100‐1000/cm2 Forehead 10000‐100000/cm2 Scalp ± 1 million/cm2 Armpits ± 1‐10 million/cm2 Nasal ± 10 million/g Saliva ± 100 million/g PARTICLES Skin surface ± 1.75m2 Skin replacement ± every 5 days Shedding of > 10 millions/day particle BACTERIA
Ruang Berkelas
Laminair Air Flow / Biosafety Cabinet
Gowning
Environment Monitoring • Air sampler • Settling plate
• Contact plate • Finger dab
• Particle count
Proses Sterilisasi Biological indicators: Oven (dry heat) : B. subtilis Autoclave (steam) : B. stearothermophillus
Validasi Sterilisasi
Validasi Proses Aseptis • • • • •
Media Fill Media Transfer Sterile Filtration SIP / CIP Cleaning validation
Quantitative Analysis • Antibiotik • Vitamin
Diskusi
