MIKROBIOLOGI TERAPAN:

PERAN MIKROBIOLOGI DI INDUSTRI VAKSIN

Bandung, 16 November 2009

IIN SUSANTIBio Farma

PendahuluanPendahuluan: : Mikrobiologi Terapan

•• MikrobiologiMikrobiologi terapanterapan adalahadalah interaksiinteraksi

antaraantara mikrobamikroba dengandengan isiisi duniadunia lainnyalainnya–– EfekEfek mikrobiologimikrobiologi terhadapterhadap tanahtanah, air, , air, makananmakanan, , 

obatobat‐‐obatanobatan, , pertanianpertanian

•• MikroorganismeMikroorganisme hampirhampir bisabisa ditemukanditemukan didi semuasemuaaspekaspek kehidupankehidupan kitakita–– mikroorganismemikroorganisme memegangmemegang perananperanan kritikalkritikal padapadakelangsungankelangsungan hiduphidup kitakita didi bumibumi

•• to be a successful ecosystem on Earth, to be a successful ecosystem on Earth, ““BE NICEBE NICE”” to to the microorganisms!the microorganisms!

3

PendahuluanPendahuluan: : Mikrobiologi Terapan

• Makanan & Minuman: microorganisme untuk produksikeju, 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)

Pendahuluan: Pharmaceutical Microbiology

• Industri farmasi hendaknya menghasilkan produksesuai dengan persyaratan:

QualityIdentityStrengthPuritySafety

• Microbiology memegang peranan penting untukmemenuhi sebagain dari persyaratan kualiatas diatas:

Sterile productsNon‐sterile products: freedom from objectionable micoorganisms

Key Elements

Pharmaceutical Microbiology

ProductionQuality

Assurance / Quality Control

R & D Regulasi

Peran Mikrobiologi dalam Produksi

• Produksi bahan baku dan senyawa aktif dalamindustri farmasi:

Bio‐konversi

Natural metabolites

Metabolit yang diproduksi melalui “genetically engineered microorganism” (rekombinan)

Vaksin (mikroorganisme atau bagian/metabolitdari organisme yang digunakan dalam usahapecegahan penyakit)

Bio‐konversi

• Hidroksilasi stereospesifik dari progesteron menjadi11α‐hidroksi‐progesteron oleh Rhizopus nigricanspada produksi hidrokortison

• Konversi D‐sorbitol menjadi L‐sorbose olehGluconobacter oxydans sebagai bagian dari produksivitamin C

• Produksi ko‐enzym A dari asam pantotenat, adenindan L‐sistein oleh Brevundimonas ammoniagenes

Natural Metabolit• ANTIBIOTIK :

Natural antibiotik: isolasi dari hasil kultivasimikroba penghasil antibiotik (penisilin)

Semi sintetik antibiotik: sebagian molekulnyadiproduksi secara fermentasi, dan bagian lainnyadiproduksi secara sintetik (ampisilin)

Sintetik antibiotik: contoh kloramfenikol

• Senyawa farmasi lainnya: vitamin, enzym, co‐enzyme, dextran

Natural Antibiotik

Antibiotic Producing microorganismCephalosporin Cephalosporium sp Cyclohexamide Streptomyces griseus Erythromycin Streptomyces erythreus Kanamycin Streptomyces kanamyceticus Penicillin Penicillium chrysogenum Streptomycin Streptomyces griseus Tetracycline Streptomyces rimosus Polymyxin Bacillus polymyxa

Bahan Baku dari Mikroorganisme

Metabolit‐Genetically Engineered

• DNA Recombinan

Vaksin

• Tujuan: menginduksi sistem imun tubuh untukmembentuk antibodi terhadap antigen tertentu

• Traditional Vaccines:Attenuated: strain mutan hidup dari patogen yang telah hilang sifat virulennya tapi masihmempunyai sifat antigenitas, co/: BCG, Campak, Polio oralKilled bacteria or viruses: sel atau virion yang dimatikan dengan panas atau penambahan zatkimia; co/: influenza, pertusis, polio inaktifToxoid (Metabolite): Diphtheria, Tetanus

• Second Generation Vaccines: Conjugate vaccine: bagian dari organisme yang dikonjugasikan dengan protein sebagai carrier; co/: HiB, MeningococSubunit vaccine: mengandung satu atau lebihkomponen selular dari organisme; co/: Aselularpertusis, Influenza HAGenetically engineered: Hepatitis B

• Future Vaccines:Recombinant vector vaccineKoyoInhalasiEdible vaccine

Bio FarmaState‐owned enterprise under the auspices of the Ministry of State‐owned Enterprise.Sole vaccine manufacturer in IndonesiaMission :

Support National Immunization Program through supply of vaccinesProvide shareholder with dividends

One of a few WHO prequalified vaccine manufacturers in the worldExport 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

MICROBIOLOGICALIN

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)

MicrobiologicalQuality Assurance

DeteksiKontaminan

Quantitative Analysis

Monitoring Proses

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 = Pleuro-Pneumonia Like Organisms

Endotoxin ‐ Pyrogen

• Pyrogen Rabbit test

• LAL test:Gel clot

Chromogen

Turbidimetry

Bioburden

• Raw material

• Active substances

• Water

• Media sblm sterilisasi

Viruses• Cell culture

• PCR

Sel RK Sel Vero

Virus Herpes

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

ContainmentFour 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

BACTERIA Hands 100‐1000/cm2

Forehead    10000‐100000/cm2

Scalp ± 1 million/cm2

Armpits      ± 1‐10 million/cm2

Nasal ± 10 million/gSaliva         ± 100 million/g

PARTICLES         Skin surface ± 1.75m2

Skin replacement  ± every 5 daysShedding of > 10 millions/day 

particle

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