Die Herstellung von kultiviertem Fleisch nach GMP-Standards (Good Manufacturing Practice) erfordert eine strenge Kontrolle über Roh- und Hilfsmaterialien, um Sicherheit, Konsistenz und die Einhaltung von Vorschriften zu gewährleisten. Hier ist eine kurze Übersicht:
- Wichtige Eingaben: Starterzellen, Kulturmedien (e.g., Wachstumsfaktoren, Basismedien) und Gerüste (e.g., essbare Materialien, Mikrokügelchen). Hilfsmaterialien umfassen Einwegkomponenten wie Schläuche und Reinigungsmittel.
- Risiken: Kontamination (biologisch, chemisch, physikalisch) ist ein großes Anliegen, mit Chargenausfallraten von 11,2% bis 19,5%.
- Vorschriften: Kultiviertes Fleisch fällt unter die EU/UK-Vorschriften für Erzeugnisse tierischen Ursprungs (POAO) und neuartige Lebensmittel, die die Einhaltung der HACCP-Prinzipien erfordern.
- Herausforderungen: Angleichung der Lebensmittel-GMP an die Biopharma-GMP-Standards, Sicherstellung der Lieferantenkonformität und Kostenmanagement durch Umstellung auf lebensmitteltaugliche Materialien.
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Lösungen: Implementierung von HACCP, Lieferantenaudits, Rückverfolgbarkeitssystemen und Tests auf Verunreinigungen. Plattformen wie
Cellbase vereinfachen die Beschaffung von Materialien, die auf die Produktion von kultiviertem Fleisch zugeschnitten sind.
Das britische £1,6 Millionen Regulatory Sandbox-Programm (2025–2027) zielt darauf ab, Richtlinien für Sicherheit und Qualität in dieser aufstrebenden Branche zu verfeinern.
Regulatorische Herausforderungen bei der Qualifizierung von Rohstoffen
Lebensmittel-GMP vs. Biopharma-GMP-Standards für die Produktion von kultiviertem Fleisch
Verständnis der Lebensmittel- und Biopharma-GMP-Standards
Die Produktion von kultiviertem Fleisch befindet sich an der Schnittstelle von biopharmazeutischen Prozesskontrollen und Lebensmittelsicherheitsanforderungen. Diese Überschneidung schafft eine einzigartige regulatorische Herausforderung, da konventionelle GMP-Standards aus einem der beiden Sektoren allein nicht ausreichen. Biopharma-GMP konzentriert sich auf die Patientensicherheit und verwendet strenge Tests auf adventive Erreger in Injektionsmitteln, während Lebensmittel-GMP die Verbrauchersicherheit priorisiert und sich auf HACCP-Prinzipien stützt, um Risiken durch Krankheitserreger wie Salmonella und E. coli zu managen [2].Die Produktion von kultiviertem Fleisch erfordert eine Mischung beider Ansätze - die strengen Kontrollen der Biopharma mit den Hygienestandards der Lebensmittelverarbeitung zu kombinieren.
Die Herausforderung wird durch Lieferantenstandards weiter erschwert, die oft in der Biopharma-GMP verwurzelt sind und sich nicht leicht an lebensmitteltaugliche Anforderungen anpassen lassen [5]. David Bell, Gründer der Cultigen Group, beschreibt den Wandel:
"Wenn Sie Zellkultur-Workflows für die Lebensmittelproduktion anstelle der Arzneimittelentwicklung aufbauen, verschieben sich die Anforderungen hin zu lebensmitteltauglichen Zertifizierungen und Kostenstrukturen, die für kommerzielle statt für Forschungsbudgets optimiert sind" [5].
Diese Diskrepanz wirkt sich auf alles aus, von Materialkosten bis hin zum Umfang der in Analysezertifikaten bereitgestellten Dokumentation. Um dies zu bewältigen, benötigen Unternehmen einen klaren Rahmen, um die Produktionsprozesse mit beiden Standardsätzen in Einklang zu bringen.
Entwicklung eines regulatorischen Mapping-Rahmens
Um sicherzustellen, dass Rohstoffe sowohl den GMP-Kriterien für Lebensmittel als auch für Biopharma entsprechen, müssen Unternehmen regulatorische Mapping-Rahmen entwickeln, die auf die Produktion von kultiviertem Fleisch zugeschnitten sind [2]. Ohne spezifische Richtlinien für diesen aufstrebenden Sektor sind Unternehmen gezwungen, interne Standards zu entwickeln, die die Lücke zwischen bestehenden Lebensmittelsicherheitsvorschriften und Biopharma-Protokollen schließen. Zum Beispiel haben die UK FSA und FSS zellkultivierte Produkte als Produkte tierischen Ursprungs (POAO) kategorisiert, wodurch sie unter die Verordnung (EG) 853/2004 fallen [2]. Während diese Klassifizierung einen Ausgangspunkt bietet, werden nicht alle einzigartigen Aspekte von kultiviertem Fleisch berücksichtigt.
Ein praktischer Ansatz beginnt mit der Dokumentation des gesamten Produktionsablaufs - von der Zellbeschaffung bis zur Ernte - und der Identifizierung aller Materialeingaben (wie Kulturmedien, Wachstumsfaktoren und Gerüste) sowie potenzieller Gefahren in jeder Phase [2]. Unternehmen können dann HACCP-Prinzipien in Kombination mit Biopharma-Methoden wie GCCP und QbD anwenden [4][7].
Das £1,6 Millionen teure Regulatory Sandbox-Programm, das von Februar 2025 bis Februar 2027 läuft, bietet Unternehmen wie BlueNalu, Mosa Meat und Roslin Technologies die Möglichkeit, mit Regulierungsbehörden zusammenzuarbeiten und zukünftige Richtlinien zu beeinflussen [2][6].Rosario Romero und Emiline Quill von FSA Research and Evidence betonen:
"Die Prinzipien von Codex und HACCP bieten eine solide Grundlage, um spezifische Richtlinien und Qualitätskontrollpläne für diesen Sektor zu entwickeln, und es können Lehren aus der klinischen / biopharmazeutischen Industrie gezogen und an die Anforderungen neuartiger Lebensmittel angepasst werden" [4].
Lebensmittel-GMP vs. Biopharma-GMP für kultiviertes Fleisch
Die Unterschiede zwischen Lebensmittel-GMP und Biopharma-GMP haben direkte Auswirkungen auf die Rohmaterialspezifikationen für kultiviertes Fleisch.Ein Vergleich hebt die wichtigsten Überlegungen hervor:
| Merkmal | Lebensmittel-GMP (Kultiviertes Fleisch) | Biopharma-GMP |
|---|---|---|
| Hauptziel | Sicherheit für menschlichen Verzehr (POAO) | Sicherheit für menschliche Injektion/Infusion |
| Kernrahmen | HACCP und Lebensmittelhygienevorschriften | Aseptische Verarbeitung und ICH-Richtlinien |
| Zellbanking | Entstehende "Lebensmittelqualität"-Standards; Fokus auf Identität und Reinheit | Stark regulierte MCB/WCB; umfangreiche virale/genetische Tests |
| Eingangsqualitäten | Entwicklung hin zu Lebensmittelqualität zur Kostenkontrolle | Hauptsächlich Pharma/USP-Qualität |
| Kontaminationsfokus | Lebensmittelbedingte Krankheitserreger (Salmonellen, E.coli) | Adventitious agents (Viren, Prionen, Mykoplasmen) |
| Regulatorische Aufsicht | Lebensmittelsicherheitsbehörden (e.g., FSA, SFA) | Medikamenten-/Arzneimittelbehörden (e.g., FDA CDER, EMA) |
Dieser doppelte Fokus erfordert einen maßgeschneiderten Ansatz, der Testprotokolle aus beiden Sektoren integriert. Wie FSA Research and Evidence feststellt, müssen "spezifische Anforderungen wie mikrobielle Schwellenwerte, Endotoxingrenzen oder Virentests" für kultiviertes Fleisch festgelegt werden [4]. Beispielsweise sind aktuelle Endotoxintests, die für injizierbare Arzneimittel entwickelt wurden, nicht für die komplexen Matrizes geeignet, die bei der Produktion von kultiviertem Fleisch beteiligt sind.Zusätzlich sind erschwingliche virale Testdienste im Vereinigten Königreich rar, was weitere Herausforderungen für Unternehmen darstellt, die robuste Qualitätskontrollmaßnahmen umsetzen möchten [4].
Lieferantenkonformität und Materialqualitätsüberprüfung
Lieferantenqualifikation und Risikobewertung
Sobald die regulatorische Zuordnung und die Überprüfung der Rohstoffe abgeschlossen sind, ist der nächste Schritt eine gründliche Lieferantenbewertung. Für die Produktion von kultiviertem Fleisch basiert dieser Prozess auf einer risikobasierten Bewertung der Materialkritikalität und der Fähigkeit des Lieferanten, die GMP-Standards für Lebensmittel zu erfüllen. Lieferanten müssen zunächst anerkennen, dass kultiviertes Fleisch gemäß der Verordnung (EG) 853/2004 als POAO klassifiziert ist. Sie sind auch verpflichtet, robuste HACCP-Systeme zu implementieren. Die Sicherstellung der Identität und Konsistenz von Zelllinien ist entscheidend, um die Produktionsqualität aufrechtzuerhalten und Chargenausfälle zu minimieren, die derzeit bei 11 liegen.2% für Kleinbetriebe und 19,5% für größere [5].
Ein weiteres Schlüsselelement ist die Überprüfung der Materialqualitäten. Der Übergang von pharmazeutischen zu lebensmitteltauglichen Eingängen stellt sicher, dass die Zertifizierung den Anforderungen der kommerziellen Produktion entspricht [5]. Ein umfassendes Qualifikationsrahmenwerk sollte bewerten, ob Lieferanten detaillierte Proteinanalysen liefern können, effektive Kontaminationskontrollen umsetzen und die Materialversorgung im kommerziellen Maßstab aufrechterhalten können. Darüber hinaus müssen Lieferanten ihre Fähigkeit nachweisen, Stabilitäts- und mikrobiologische Sicherheitstests unter realistischen Produktionsbedingungen durchzuführen, da sterile F&E-Umgebungen oft die Verderbnisrisiken im kommerziellen Maßstab nicht berücksichtigen [1]. Dieser strukturierte Bewertungsprozess führt natürlich zu der Notwendigkeit klarer Qualitätsvereinbarungen und strenger Auditprotokolle.
Lieferantenvereinbarungen und Auditverfahren
Der Aufbau starker Qualitätsvereinbarungen ist entscheidend für die Einhaltung der Lieferanten. Diese Vereinbarungen sollten klar definierte Änderungsprozesse enthalten, um sicherzustellen, dass jede Änderung an den Produkten oder Verfahren eines Lieferanten eine vollständige Überprüfung des HACCP-Plans auslöst [2]. Sie sollten auch die wesentlichen Dokumentationsanforderungen umreißen. Regelmäßige Lieferantenaudits - sei es durch Kunden, Aufsichtsbehörden oder Drittorganisationen - spielen eine entscheidende Rolle bei der Überprüfung der Einhaltung. Diese Audits bewerten typischerweise Reinigungsprotokolle, Wartungspläne, persönliche Hygienestandards, Schädlingsbekämpfungsmaßnahmen und Abfallmanagementsysteme [2].
Wenn die Überwachung eine Verletzung kritischer Grenzen aufdeckt, muss der Auditprozess bestätigen, dass eine gründliche Ursachenanalyse durchgeführt wurde, um zukünftige Vorkommnisse zu verhindern.Die Aktualisierung aller Dokumentationen durch strikte Versionskontrolle ist unerlässlich, um sicherzustellen, dass nur die neuesten Verfahren verwendet werden. Die Food Standards Agency (FSA) hebt die Bedeutung dieses Ansatzes hervor:
"HACCP-basierte Verfahren zur Kontrolle von Gefahren während der gesamten Lebensmittelproduktion werden nicht effektiv sein, wenn nicht auch gute Hygienepraxis befolgt wird" [2].
Diese strengen Vereinbarungen und Audits schaffen eine verlässliche Grundlage für die Auswahl von Lieferanten, wobei Plattformen wie
Verwendung von Cellbase für die Lieferantenauswahl
Materialauswahl, Kontaminationskontrolle und Prüfung
Auswahl von Materialqualitäten basierend auf Risiko
Die Wahl der richtigen Materialqualität ist ein entscheidender Teil des Managements von Kontaminationsrisiken, während die Produktionskosten unter Kontrolle gehalten werden. Dieser Entscheidungsprozess ist ein Schlüsselelement der zuvor erwähnten GMP-Strategie. Wenn die Produktion hochskaliert wird, ist es ratsam, von Forschungsqualitätsmaterialien zu lebensmittelvalidierten Optionen überzugehen, die den GMP-Standards entsprechen.Dies vermeidet die unnötigen Kosten von pharmazeutischen Materialien, die oft übermäßig spezifiziert sind für die Produktion von kultiviertem Fleisch [5]. Um fundierte Entscheidungen zu treffen, sollten Lieferanten detaillierte Informationen über die Anwendung des Materials, die Einhaltung von Vorschriften und die Kompatibilität mit Prozessen für kultiviertes Fleisch bereitstellen [5].
Zusätzlich ist die Implementierung eines HACCP-Plans unerlässlich. Dieser Plan sollte potenzielle Gefahren - physikalische, biologische, chemische, toxikologische und allergene - während des gesamten Produktionszyklus identifizieren. Laut der Food Standards Agency bringt kultiviertes Fleisch einzigartige Risiken mit sich, wie Probleme mit der Zelllinienidentität, mikrobiologische Kontamination und verbleibende Wachstumsmedien. Diese Herausforderungen müssen sorgfältig angegangen werden, um die Produktsicherheit zu gewährleisten [2].
Testanforderungen für Rohstoffe
Das Testen von Rohstoffen umfasst die Berücksichtigung von fünf wichtigen Gefahrenkategorien: physikalisch, biologisch, chemisch, toxikologisch und allergen [2]. Bei kultiviertem Fleisch müssen die Tests über die Grundlagen hinausgehen. Die Überprüfung der Identität und Konsistenz von Zelllinien ist entscheidend, um Abweichungen zu verhindern, die die Produktqualität beeinträchtigen könnten [2]. Mikrobiologische Tests sind ebenso wichtig, da die Aufrechterhaltung steriler Bedingungen und das Erkennen schwer zu erkennender Krankheitserreger wie Mykoplasmen oder tierische Viren von entscheidender Bedeutung ist [4].
| Gefahrenkategorie | Spezifischer Testfokus für kultiviertes Fleisch |
|---|---|
| Biologisch | Zelllinienidentität, mikrobielle Kontamination, virale Sicherheit und Toxine |
| Chemisch | Rückstände von Wachstumsmedien, Wachstumsfaktoren und Prozesschemikalien |
| Toxikologisch | Toxische Verbindungen und antinutritive Faktoren |
| Allergen | Neue Proteinstrukturen und unbeabsichtigte Sequenzen durch Medieninteraktion |
| Physikalisch | Verunreinigungen von Geräten, Gerüsten oder Mikrokörpern |
Die Tests sollten den GMP-Standards entsprechen, indem kritische Grenzwerte festgelegt werden, wie z.B. akzeptable Reinheitsgrade, mikrobielle Zählungen und chemische Rückstandsgrenzwerte.Diese Grenzwerte sollten die gesetzlichen Anforderungen erfüllen oder übertreffen [2]. Der Einsatz von Werkzeugen wie der Prozessanalysentechnologie (PAT) und automatisierten Probensystemen ermöglicht die Echtzeitüberwachung von Nährstoffgehalten, Metaboliten, pH-Wert und Temperatur, was eine bessere Prozesskontrolle gewährleistet [5]. Validierungstests müssen abgeschlossen sein, bevor Sicherheitspläne implementiert werden, mit regelmäßigen Überprüfungen - mindestens jährlich oder wann immer es Änderungen bei den Ausgangsmaterialien oder Lieferanten gibt [2]. Bis 2026 plant die britische Lebensmittelbehörde, zusätzliche Leitlinien zu Mikrobiologie, Toxikologie und Zusammensetzung von Wachstumsmedien im Rahmen ihres regulatorischen Sandbox-Programms zu veröffentlichen [3]. Diese Maßnahmen stärken gemeinsam die Kontaminationskontrolle, wie unten hervorgehoben.
Bewertung von Rückständen und Verunreinigungen
Rückstände von Chemikalien aus dem Anbauprozess müssen strengen Tests unterzogen werden, um sicherzustellen, dass sie ungiftig und sicher für Verbraucher sind [1]. Komponenten des Wachstumsmediums, Wachstumsfaktoren und Prozesschemikalien sollten auf toxikologische Sicherheit bewertet werden, wobei akzeptable Grenzwerte für das Endprodukt klar definiert sein müssen [2]. Im Gegensatz zu traditionellem Fleisch, bei dem die Hauptgefahren von tierischen Verunreinigungen ausgehen, stammen die Gefahren von kultiviertem Fleisch hauptsächlich aus den Produktionsinputs.
Durch die Einhaltung der HACCP-Protokolle gewährleisten diese Bewertungen die Sicherheit während der gesamten Produktion. Eine effektive Kontaminationskontrolle hängt auch von der Aufrechterhaltung strenger Umweltkontrollen ab. Reinräume mit fortschrittlicher Luftbehandlung, Temperaturregelung und Partikelmanagement können Risiken erheblich reduzieren [4].Der Einsatz von Einweg-Bioreaktoren, Schläuchen und Filtern minimiert weiter die Kreuzkontamination zwischen Chargen, obwohl dieser Ansatz Umweltkompromisse mit sich bringen kann [4]. Eine robuste Kontaminationsstrategie sollte auch die kontinuierliche Überwachung von Luft, Oberflächen und Wasser beinhalten, um das Vorhandensein von Mikroben frühzeitig zu erkennen [4].
Im Februar 2025 starteten die Food Standards Agency (FSA) und Food Standards Scotland (FSS) ein £1,6 Millionen schweres regulatorisches Sandbox-Programm, das bis Februar 2027 laufen soll. Diese Initiative umfasst Branchenführer wie Mosa Meat, BlueNalu und Roslin Technologies. Ziel ist es, technische Einblicke in die Produktion von kultiviertem Fleisch zu gewinnen, um Richtlinien zu Mikrobiologie, Toxikologie und Zusammensetzung von Wachstumsmedien zu gestalten [3][2][6].Diese gründlichen Test- und Rückstandsbeurteilungsprozesse bilden das Rückgrat einer robusten Risikomanagementstrategie im gesamten Produktionsablauf.
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Rückverfolgbarkeits- und Änderungssteuerungssysteme
Erstellung von Rohstoffstammdaten
Rohstoffstammdaten sind der Grundstein für das Management jedes Inhaltsstoffs und jeder Komponente, die in der Produktion von kultiviertem Fleisch verwendet werden. Diese Dateien sollten klare Spezifikationen und Analysenzertifikate für alle Rohstoffe enthalten, um zu bestätigen, dass sie die festgelegten Qualitätsstandards erfüllen, bevor sie in GMP-Bereiche gelangen [8]. Für biologische Materialien wie Zelllinien ist ein technischer Bericht, der ihre nachvollziehbare Geschichte dokumentiert - wie die Klonierungsgeschichte für stabile Zelllinien - entscheidend für die Unterstützung des Abschnitts Chemie, Herstellung und Kontrolle (CMC) von regulatorischen Einreichungen [8].
Testprotokolle, wie Sterilitätstests, Mykoplasma-Nachweis mittels PCR und Identitätsüberprüfung durch Karyotypisierung, müssen dokumentiert werden. Zusätzlich ist sicherzustellen, dass Quarantäne- und formelle Freigabeverfahren gemäß den festgelegten Richtlinien befolgt werden [8]. Die Verordnung (EG) 852/2004 hebt die Bedeutung der Aufrechterhaltung aktueller Dokumentation hervor:
"Lebensmittelunternehmer stellen sicher, dass alle Dokumente, die die gemäß diesem Artikel entwickelten Verfahren beschreiben, jederzeit auf dem neuesten Stand sind" [2].
Die strikte Versionskontrolle aller Aufzeichnungen ist unerlässlich. Diese Dokumentation untermauert die Echtzeitverfolgung während des gesamten Produktionsprozesses.
End-to-End Rückverfolgbarkeitssysteme
Rückverfolgbarkeits- und Änderungssteuerungssysteme bauen auf früheren Schritten wie der Überprüfung von Lieferanten und Materialien auf.Die Verordnung (EG) Nr. 178/2002 verlangt die vollständige Rückverfolgbarkeit von Eingaben bis zu Ausgaben [3]. Für kultiviertes Fleisch bedeutet dies, ein detailliertes Flussdiagramm zu erstellen, das alle Eingaben (e.g., Kulturmedien, Wachstumsfaktoren, Verpackung) und Ausgaben (e.g., Abfall, Nebenprodukte) im gesamten Produktionsprozess abbildet [2].
Die Echtzeitüberwachung von Nährstoffgehalten, Metaboliten und Zellgesundheit kann durch PAT (Process Analytical Technology) und automatisierte Probenahme erreicht werden [5]. David Bell, Gründer der Cultigen Group, betont:
"Das Hochskalieren erfordert präzise Werkzeuge, um die Zellgesundheit und das Wachstum in Echtzeit zu verfolgen" [5].
Fortschrittliche IoT-Sensoren verbessern die Rückverfolgbarkeit weiter, indem sie Temperatur und Luftfeuchtigkeit während des Transports empfindlicher Rohstoffe überwachen [5]. Mit einer aktuellen durchschnittlichen Chargenausfallrate von 11,2 % und einem Anstieg auf 19,5 % bei großangelegten Operationen [5] sind robuste Rückverfolgbarkeitssysteme unerlässlich, um Kontaminationsquellen zu identifizieren und kostspielige Verluste zu minimieren. Neben der Rückverfolgbarkeit sind kontrollierte Änderungen entscheidend für die Aufrechterhaltung der Produktqualität und -konsistenz.
Änderungskontrollverfahren für Rohstoffe
Effektive Änderungskontrolle ist eine kritische Erweiterung der Rückverfolgbarkeit von Rohstoffen, die sicherstellt, dass alle Änderungen in der Produktion systematisch verwaltet werden.Änderungen an Ausgangsmaterialien, Ausrüstung oder Produktionsschritten müssen eine sofortige Überprüfung des HACCP-Plans auslösen, wie es die Verordnung (EG) 852/2004 vorschreibt:
"Wenn eine Änderung am Produkt, Prozess oder einem Schritt vorgenommen wird, müssen Lebensmittelunternehmer das [HACCP]-Verfahren überprüfen und die notwendigen Änderungen vornehmen" [2].
Solche Änderungen können neue Risiken einführen, wie mikrobiologische Kontamination oder verändertes Zellverhalten [2][9]. In der Produktion von kultiviertem Fleisch stellen genetische Drift und Mutationen in Zelllinien erhebliche Herausforderungen dar. Studien zeigen, dass angesammelte Mutationen die Zellfunktion beeinträchtigen und die Produktqualität gefährden können [9].
Um diese Risiken zu adressieren, ist regelmäßige genetische Überwachung - unter Verwendung von Techniken wie Ganzgenomsequenzierung oder RNA-Sequenzierung - unerlässlich. Formale Änderungssteuerungsverfahren sollten Auswirkungen bewerten, die Sicherheits-, Ernährungsqualitäts- und Allergenitätsprofile evaluieren [2][9]. Wenn nötig, müssen Vergleichbarkeitsstudien durchgeführt werden, wobei alle Änderungen dokumentiert und gründlich überprüft werden [2].
Übergang von F&E zu GMP-Beschaffung
Phasenbasierter Qualifikationsansatz
Der Übergang von F&E zur kommerziellen Produktion umfasst verschiedene Phasen, jede mit sich entwickelnden Beschaffungsprioritäten und regulatorischen Anforderungen.
Während der F&E- und frühen Pilotphase umfasst die Produktion typischerweise kleine Volumina (e.g., 1–5 Liter Bioreaktoren).In dieser Phase liegt der Fokus darauf, Konzepte zu beweisen und potenzielle Gefahren zu identifizieren. Lieferanten benötigen noch nicht unbedingt vollständige lebensmitteltaugliche Zertifizierungen, aber es ist ein guter Zeitpunkt, um diejenigen zu identifizieren, die mit der Skalierung und den Anforderungen der Lebensmittelproduktion vertraut sind [5].
Wenn Unternehmen in die Skalierungs- und Pilotphase übergehen, wird die Beschaffung anspruchsvoller. Validierte lebensmitteltaugliche Lieferanten sind unerlässlich, zusammen mit spezialisierten Sensoren und Pilotmaßstab-Bioreaktoren. Dies ist auch der Zeitpunkt, an dem die HACCP-Implementierung beginnt, Lieferantenqualifizierungsprozesse formalisiert werden und Sicherheitsdossiers vorbereitet werden [2]. Die Zuverlässigkeit der Lieferanten wird zunehmend kritisch, wenn die Produktion hochskaliert wird.
Der letzte Schritt zur kommerziellen Produktion umfasst oft groß angelegte Operationen, wie 50.000-Liter-Bioreaktoren und Großbestellungen von Medien. In dieser Phase ist die vollständige GMP-Konformität unverzichtbar. Dies umfasst die Einhaltung der POAO-Hygienevorschriften und die Etablierung einer robusten End-to-End-Rückverfolgbarkeit [2]. Da der Markt für kultiviertes Fleisch bis 2025 voraussichtlich fast 8,212 Milliarden £ erreichen wird [5], kann die Bedeutung einer korrekten Beschaffung nicht genug betont werden.
Dieser phasenweise Ansatz stellt sicher, dass sich Beschaffungsstrategien entwickeln, um den Anforderungen der vollständigen GMP-Konformität gerecht zu werden.
Ausrichtung der Beschaffung an GMP-Standards
Beschaffungsstrategien müssen sich anpassen, wenn die Produktion skaliert und die regulatorischen Anforderungen strenger werden.
Während Materialien in Forschungsqualität für frühe Entdeckungsphasen geeignet sind, sind sie für die kommerzielle Produktion ungeeignet. Beschaffungsteams müssen auf lebensmitteltaugliche Inputs umsteigen, wenn der Betrieb skaliert.David Bell, Gründer der Cultigen Group, hebt diesen Wandel hervor:
"Wenn Sie Zellkultur-Workflows für die Lebensmittelproduktion statt für die Arzneimittelentwicklung aufbauen, ändern sich die Anforderungen. Lebensmittelzertifizierungen. Kostenstrukturen, die für die kommerzielle Produktion optimiert sind, nicht für Forschungsbudgets." [5]
Die Sicherstellung, dass alle Chemikalien lebensmitteltauglich und sicher für den Verzehr sind, ist entscheidend [1]. Dies beinhaltet das Screening auf nicht lebensmitteltaugliche Chemikalien, biologische Verunreinigungen und Rückstände aus Wachstumsmedien, die im Endprodukt verbleiben könnten [1]. Auch die Ausrüstung muss den kommerziellen Anforderungen entsprechen - Bioreaktoren müssen beispielsweise monatelang kontinuierlich betrieben werden, was oft die Kapazität von für die Forschung entwickelten Systemen übersteigt [5].
Die frühzeitige Erstellung genehmigter Lieferantenlisten in der Hochskalierungsphase kann Last-Minute-Probleme während der Kommerzialisierung verhindern. Kaufspezifikationen sollten lebensmittelgerechte Zertifizierungen referenzieren und Analysezertifikate, Sterilitätstests und Mykoplasma-Nachweise enthalten. Die Verordnung (EG) Nr. 852/2004 erfordert, dass HACCP-Verfahren überprüft werden, wann immer Ausgangsmaterialien oder Produktionsprozesse geändert werden [2], was Beschaffungsentscheidungen zu einem integralen Bestandteil der Einhaltung von Vorschriften macht.
Das £1,6 Millionen teure Regulatory Sandbox-Programm der britischen Food Standards Agency, das von Februar 2025 bis Februar 2027 läuft, bietet wertvolle Unterstützung für Unternehmen, die diese Übergänge bewältigen [3].
Wie Cellbase die Skalierung der Beschaffung unterstützt
Plattformen wie
Allgemeine Laborkataloge können bis zu 300.000 Produkte umfassen, aber die Mehrheit - bis zu 299.950 - ist möglicherweise nicht relevant für die Produktion von kultiviertem Fleisch [5].
Fazit
Überblick über Herausforderungen und Lösungen
Die Sicherstellung, dass Rohstoffe für GMP-konformes kultiviertes Fleisch die erforderlichen Standards erfüllen, ist keine leichte Aufgabe. Die Lieferketten sind fragmentiert und werden oft von Pharma-Lieferanten dominiert, die keine Erfahrung mit lebensmitteltauglichen Anforderungen haben. Darüber hinaus bestehen in jeder Produktionsstufe erhebliche Kontaminationsrisiken, die eine weitere Komplexitätsebene hinzufügen [5].
Um diese Hürden zu überwinden, werden Strategien wie die frühzeitige Implementierung von HACCP-Prinzipien [2], standardisierte Qualifikationsprozesse für Zellbanken [8] und der Übergang zu erschwinglicheren lebensmitteltauglichen Inputs angewendet [5].Der Erfolg hängt von einer gründlichen Lieferantenqualifikation, strengen Testverfahren und der Einrichtung von Rückverfolgbarkeitssystemen ab, die die gesamte Lieferkette abdecken. Unternehmen müssen auch ihre Beschaffungsstrategien anpassen, um mit den sich entwickelnden regulatorischen Rahmenbedingungen Schritt zu halten, insbesondere da die britische Lebensmittelbehörde (UK Food Standards Agency) ihre Leitlinien durch ihr regulatorisches Sandbox-Programm weiter verfeinert [3].
Zukünftige Entwicklungen in der Rohstoffqualifikation
Mit Blick auf die Zukunft rüstet sich die Branche für bedeutende Fortschritte sowohl in der Technologie als auch in den Vorschriften. Ein bemerkenswerter Trend ist der Übergang zu serumfreien Medien und Zutaten, die ohne den Einsatz von Tieren gewonnen werden, was nicht nur ethische Bedenken anspricht, sondern auch das Risiko von Zoonosen reduziert [4].In der Zwischenzeit beginnen Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen eine entscheidende Rolle bei der Echtzeitüberwachung der mikrobiellen Sicherheit und der Metabolitprofile während der Produktion zu spielen. Diese Werkzeuge versprechen, die Kontaminationskontrolle mit größerer Präzision zu verbessern [4].
Die kommerziellen Einsätze sind hoch. Da der Markt für kultiviertes Fleisch bis 2025 voraussichtlich fast 8,212 Milliarden £ erreichen wird und die EU bis 2050 möglicherweise 80 Milliarden € beitragen könnte, ist die Etablierung solider Qualifikationsrahmen für Rohmaterialien nicht nur eine regulatorische Notwendigkeit - es ist ein geschäftliches Gebot [5].
Wie Cellbase vereinfacht Beschaffung und Qualifikation
FAQs
Was sind die wichtigsten Herausforderungen bei der Angleichung von Lebensmittel-GMP an Biopharma-GMP für die Produktion von kultiviertem Fleisch?
Die Angleichung von Lebensmittel-GMP an die strengeren Biopharma-GMP stellt für Produzenten von kultiviertem Fleisch eine einzigartige Herausforderung dar.
Lebensmittel-GMP betont in erster Linie die Gefahrenanalyse und risikobasierte Kontrollen, um sicherzustellen, dass Zutaten sicher für den Verzehr sind. Im Gegensatz dazu konzentriert sich Biopharma-GMP auf Sterilität, strenge Validierung und akribische Chargendokumentation. Für Einrichtungen, die kultiviertes Fleisch herstellen, bedeutet dies die Übernahme von pharmazeutischen Validierungsprozessen, während gleichzeitig lebensmittelspezifische mikrobielle Grenzwerte eingehalten werden müssen. Das Ergebnis? Ein anspruchsvolles und kostspieliges Dual-Qualitätssystem, das die Anforderungen von zwei sehr unterschiedlichen Branchen vereint.
Eine weitere große Herausforderung liegt in der Qualifizierung von Rohstoffen.Viele wesentliche Eingaben - wie Wachstumsmedien, Gerüste und Zelllinien - werden traditionell für Lebensmittelanwendungen entwickelt. Diese Materialien erfüllen oft nicht die strengeren Reinheits- und Rückverfolgbarkeitsstandards, die in der pharmazeutischen Herstellung erforderlich sind. Lieferanten sind gefordert, nachzuweisen, dass ihre Materialien sowohl den mikrobiellen Spezifikationen in Lebensmittelqualität als auch den erwarteten Verunreinigungsgrenzen in der Biopharma entsprechen. Diese doppelte Einhaltung kann zu höheren Kosten und Verzögerungen bei der Beschaffung führen.
Die behördliche Aufsicht in den Vereinigten Staaten fügt eine weitere Komplexitätsebene hinzu. Die FDA und USDA teilen sich die Zuständigkeit, was bedeutet, dass Unternehmen innerhalb von zwei separaten regulatorischen Rahmenwerken arbeiten müssen. Dies erfordert harmonisierte Dokumentation und optimierte Prozesse, um beide Behörden zufriedenzustellen. Die Nutzung von Biopharma-Expertise, wie die Verwendung von pharmazeutischen Medienherstellung, kann einige dieser Schwierigkeiten lindern.Die grundlegenden Unterschiede zwischen Lebensmittel-GMP und Biopharma-GMP bleiben jedoch eine bedeutende Hürde für die Branche des kultivierten Fleisches.
Was ist das UK Regulatory Sandbox-Programm und wie unterstützt es die Branche des kultivierten Fleisches?
Das Vereinigte Königreich hat eine Regulatory Sandbox für kultiviertes Fleisch eingeführt - eine zweijährige Initiative, die durch staatliche Mittel unterstützt wird. Ihr Ziel? Unternehmen bei der Entwicklung sicherer, konformer Prozesse in Zusammenarbeit mit der Food Standards Agency (FSA) und Food Standards Scotland (FSS) zu unterstützen. Dieses strukturierte Programm bietet eine kontrollierte Umgebung zum Testen und Verfeinern von Prozessen, um sicherzustellen, dass sie den regulatorischen Standards entsprechen.
Einer der Hauptvorteile der Sandbox ist der Zugang zu wissenschaftlicher und regulatorischer Expertise. Diese Unterstützung hilft Unternehmen, zuverlässige Sicherheitsdaten zu sammeln und ihre Abläufe mit den britischen Lebensmittelsicherheitsvorschriften in Einklang zu bringen.Zusätzlich beschleunigt es die Erstellung von GMP-konformen Rohstoffqualifizierungsprozessen und risikobasierten Bewertungen. Durch die Zusammenführung von Regulierungsbehörden, Akademikern und Branchenexperten schafft die Sandbox Möglichkeiten, neue Zutaten zu testen und gleichzeitig frühzeitiges Feedback zur Einhaltung der Vorschriften zu erhalten.
Das ultimative Ziel? Risiken für Entwickler von kultiviertem Fleisch zu minimieren, die behördliche Genehmigung zu vereinfachen und der Branche beim Übergang von Pilotprojekten zur großflächigen kommerziellen Produktion zu helfen.
Warum ist es notwendig, von pharmazeutischen auf lebensmitteltaugliche Materialien in der Produktion von kultiviertem Fleisch umzusteigen?
Der Wechsel zu lebensmitteltauglichen Materialien ist entscheidend, da kultiviertes Fleisch für den Verzehr bestimmt ist und strengen Lebensmittelsicherheitsvorschriften und Hygienestandards entsprechen muss.Diese Standards priorisieren die Bewältigung von lebensmittelbedingten Risiken zum Schutz der Verbraucher, anstatt pharmazeutische Anforderungen zu erfüllen.
Durch die Verwendung von lebensmitteltauglichen Materialien können Hersteller die Produktion vereinfachen, Kosten senken und sicherstellen, dass kultiviertes Fleisch den Erwartungen sowohl der Regulierungsbehörden als auch der Verbraucher entspricht.
