Development of a technology for the preparation of a dry nutrient medium for anthrax vaccine production

Currently, submerged cultivation of the Bacillus anthracis STI-1 strain for live anthrax vaccine production requires liquid nutrient media, which have disadvantages of a short shelf life (no more than one month) and a narrow range of storage temperatures (2–8 °С). Dry media, in contrast, have a number of indisputable advantages: such media are transportable and easy to use, have a standard capability to retain properties, and can be stored without preservatives at 2–30 °С for 2–5 years. The aim of this work was to develop a technology for the preparation of a dry nutrient medium for anthrax vaccine production. Materials and methods: The study used the Bacillus anthracis STI-1 vaccine strain and a nutrient medium for its cultivation, containing a 70:30 mixture of an enzymatic digest of casein and a pre-processed corn extract solution. Drying of the nutrient medium was carried out on a spray-drying unit. The authors evaluated physicochemical parameters of experimental medium batches. The shelf life was determined by an accelerated stability study. The dry nutrient medium was used to produce a live anthrax vaccine. Quality attributes of the vaccine were assessed for compliance with regulatory requirements. Results: The authors developed the dry media production technology. According to it, the liquid nutrient medium is fed to the drying unit at a rate of 20–25 dm3/h. The spray air pressure is 0.02 MPa. Temperatures at the drying chamber inlet and outlet are 118–122 °С and 85–90 °С, respectively. The technology was used to obtain 3 experimental batches of the dry medium. The study results demonstrate that the technology is reproducible, and the tested quality attributes of experimental medium batches are consistent with the requirements. According to the accelerated stability study, the shelf life of the dry nutrient medium at 2–30 °С is at least 3 years. Experiments demonstrated the possibility of using the dry nutrient medium for live anthrax vaccine production. Critical quality attributes of the vaccine obtained with the medium met regulatory requirements. Conclusions: The developed technology allows for the production of a standard dry nutrient medium with a prolonged shelf life, which is convenient for live anthrax vaccine production

Разработка технологии приготовления сухой питательной среды для производства сибиреязвенной вакцины

Currently, submerged cultivation of the Bacillus anthracis STI-1 strain for live anthrax vaccine production requires liquid nutrient media, which have disadvantages of a short shelf life (no more than one month) and a narrow range of storage temperatures (2–8 °С). Dry media, in contrast, have a number of indisputable advantages: such media are transportable and easy to use, have a standard capability to retain properties, and can be stored without preservatives at 2–30 °С for 2–5 years. The aim of this work was to develop a technology for the preparation of a dry nutrient medium for anthrax vaccine production. Materials and methods: The study used the Bacillus anthracis STI-1 vaccine strain and a nutrient medium for its cultivation, containing a 70:30 mixture of an enzymatic digest of casein and a pre-processed corn extract solution. Drying of the nutrient medium was carried out on a spray-drying unit. The authors evaluated physicochemical parameters of experimental medium batches. The shelf life was determined by an accelerated stability study. The dry nutrient medium was used to produce a live anthrax vaccine. Quality attributes of the vaccine were assessed for compliance with regulatory requirements. Results: The authors developed the dry media production technology. According to it, the liquid nutrient medium is fed to the drying unit at a rate of 20–25 dm3/h. The spray air pressure is 0.02 MPa. Temperatures at the drying chamber inlet and outlet are 118–122 °С and 85–90 °С, respectively. The technology was used to obtain 3 experimental batches of the dry medium. The study results demonstrate that the technology is reproducible, and the tested quality attributes of experimental medium batches are consistent with the requirements. According to the accelerated stability study, the shelf life of the dry nutrient medium at 2–30 °С is at least 3 years. Experiments demonstrated the possibility of using the dry nutrient medium for live anthrax vaccine production. Critical quality attributes of the vaccine obtained with the medium met regulatory requirements. Conclusions: The developed technology allows for the production of a standard dry nutrient medium with a prolonged shelf life, which is convenient for live anthrax vaccine production.В настоящее время при производстве вакцины сибиреязвенной живой для глубинного выращивания штамма Bacillus anthracis СТИ-1 используется жидкая питательная среда, недостатками которой являются малый срок годности — не более одного месяца и узкий диапазон температуры ее хранения: от 2 до 8 °С. Сухие питательные среды (ПС) обладают рядом неоспоримых преимуществ: их можно хранить от 2 до 5 лет при температуре от 2 до 30 °С без консервантов; они транспортабельны, удобны в применении и стандартны в сохранении свойств. Цель работы: разработка технологии приготовления сухой ПС для производства сибиреязвенной вакцины. Материалы и методы: в исследованиях использовали вакцинный штамм B. anthracis СТИ-1 и ПС, состоящую из смеси ферментативного гидролизата казеина и раствора обработанного кукурузного экстракта в соотношении 70 и 30%, для культивирования сибиреязвенного микроба. Обезвоживание ПС осуществляли на установке распылительного типа. Экспериментальные серии сухой ПС оценивали по физико-химическим показателям на соответствие требованиям нормативной документации. Срок годности определяли методом «ускоренного старения». С использованием сухой ПС готовили вакцину сибиреязвенную живую и проводили оценку показателей качества препарата на соответствие требованиям нормативной документации. Результаты: разработана технология приготовления сухой ПС (скорость подачи ПС на сушку от 20 до 25 дм3/ч, давление сжатого воздуха в распылителе 0,02 МПа, температура воздуха на входе в сушильную камеру от 118 до 122 °С, температура воздуха на выходе — от 85 до 90 °С). По этой технологии получены 3 серии экспериментальной сухой ПС. Показано, что разработанная технология воспроизводима, а экспериментальные серии сухой ПС по изученным показателям отвечают предъявляемым требованиям. Срок годности сухой ПС, установленный с использованием метода «ускоренного старения», не менее 3 лет при температуре хранения от 2 до 30 °С. Экспериментально подтверждена возможность использования сухой ПС в технологии производства сибиреязвенной вакцины. Приготовленный препарат по основным показателям качества отвечает требованиям нормативной документации. Выводы: разработанная технология позволяет получить сухую ПС стандартную с увеличенным сроком хранения и удобную при использовании в производстве вакцины сибиреязвенной живой

Possibility to Obtain Anti-Athrax Human Immunoglobulin for Intravenous Injection

For the first time specific Ig was obtained from blood plasma of donors immunized by combined anthrax vaccine. This Ig conforms to quality standards for intravenous immunoglobulins and includes antibodies to Bacillus anthracis protective antigen in titer 1:1600 - 1:3200. Therapeutic and prophylactic efficacy of experimental-production series of preparation was demonstrated in experiments with animals