Stroomopwaartse procesontwikkeling

Microbiële CDMO

De betekenis van stroomopwaartse procesontwikkeling

Upstream Process (USP), ook bekend als fermentatieproces, is een van de eerste fasen van upstream bioprocessing. Het microbiële fermentatieproces is cruciaal voor celcultuur met hoge dichtheid en exogene genexpressie, wat een directe invloed heeft op de opbrengst en kosten van biologische geneesmiddelen.

In de vroege stadia van de ontwikkeling van biologische geneesmiddelen (preklinisch of fase 1/2) ligt de focus op het ontwikkelen van schaalbare diervrije processen met een gemiddelde opbrengst en die voldoen aan alle productkwaliteitsnormen.

In de late stadia (fase 3 of commercieel) zullen we ons concentreren op opbrengst, robuustheid, schaalbaarheid en reproduceerbaarheid, waardoor een kostenefficiënt proces ontstaat. De activiteiten die deze problemen aanpakken zijn proceskarakterisering en procesvalidatiestudies. Ondertussen worden doorgaans tools voor kwaliteit door ontwerp (QbD) en ontwerp van experimenten (DoE) toegepast.

Trefwoorden: procesontwikkeling, optimalisatie en validatie, fermentatieproces, microbiële celfermentatie, bacteriefermentatie, gistfermentatie, hogedichtheidsfermentatie, engineered stamfermentatie

Toepassing: biofarmaceutische industrie, menselijke geneeskunde, diergeneeskunde, vaccin, recombinante biologische geneesmiddelen met grote moleculen, recombinante biologische geneesmiddelen, biologisch reagens

USP-oplossingen van Yaohai Bio-Pharma

Yaohai Bio-Pharma profiteert van meer dan 10 jaar ervaring met microbiële fermentatie en beschikt over de expertise om uitdagingen in het fermentatieproces te helpen oplossen. We kunnen snel fermentatiestrategieën met hoge dichtheid ontwikkelen Escherichia coli (E. coli) periplasmatische secretie, intracellulaire oplosbare of inclusielichaamexpressie, en extracellulaire of intracellulaire expressie van gist.

Onze beschikbare diensten voor algemene fermentatieontwikkeling omvatten:

Ontwerp van het fermentatieproces uitgevoerd op een kleine schaal van 7 liter in fed-batch-modus
Procesvalidatie van drie batches in fermentoren van 7 liter
Een tussentijdse procesopschaling naar 30L/70L

We kunnen flexibel multi-parameteroptimalisatie uitvoeren om aan de gewenste opbrengst of verhouding te voldoen, met behulp van One-Time-A-Factor (OTAF) of Design-of-experiments (DoE).

De belangrijkste fermentatieparameters worden als volgt weergegeven:

Diervrije fermentatiemedia-composities

Antibioticavrij of niet, Entvolume

Groeitemperatuur, pH, niveau opgeloste zuurstof (DO).

Voedingsmodus (bijv. fed-batch)

Concentratie van inductor (bijv. IPTG, methanol), Inductiepunt (nat celgewicht/OD600),

Inductietemperatuur, inductietijd

enz.

dienst Details

Services	Process Flow
Teelt in schudkolf (500 ml)	Diervrije mediabereiding → Opkweek van microbieel zaad → Teelt in shaker → Inductie → Oogst
Teelt in vergister (7 L)	Diervrije mediabereiding → Teelt van microbieel zaad → Celfermentatie met hoge dichtheid in bioreactor van 7 liter → Inductie → Oogst
Kwaliteitscontrole van eiwitten/peptiden	Voorbehandeling Intracellulaire oplosbare expressie: oogsten en resuspensie van microbiële cellen → Ultrasoon vermalen → Verwijdering van celresten → Ruw extract Expressie van inclusielichaam: oogsten en resuspensie van microbiële cellen → Ultrasoon vermalen → voorbereiding van insluitingslichaam → Ruw extract Extracellulaire oplosbare expressie: verzameling van kweeksupernatant → Concentratie en buffer uitwisseling → Ruw extract Kwaliteitsanalyse Ruw extract als monster → Doeleiwitanalyse via SDS PAGE of Western blotting (WB)
Kwaliteitscontrole van plasmiden	Voorbehandeling en kwaliteitsanalysePlasmide-extractie → DNA-analyse door agarosegelelektroforese

Casestudy

We hebben van onze klant de opdracht gekregen om de opbrengst van het doelpolypeptidehormoon te verhogen van 8 g/l naar 10 g/l.

Op basis van het Full Factorial Design en Response Surface Design in de DoE-tools hebben we snel de belangrijkste fermentatieparameters herkend en geoptimaliseerd. Onder het geoptimaliseerde fermentatieproces met hoge celdichtheid steeg het expressieniveau tot 10 g/l.

Onze ervaringen

We hebben gewerkt aan verschillende soorten microbiële gastheren, bijv. E. coli DH5a, TOP10, Trans10, BL21; Pichia pastoris (P. pastoris) SMD1168H, X-33, GS115, PichiaRoze stam 1/2/3/4; Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) en Hansenula polymorpha (H. polymorpha).
Wij hebben er ervaring mee E. coli periplasmatische secretie, oplosbare en inclusielichaamexpressie, evenals intracellulaire of extracellulaire expressie van gist. De opbrengst aan inclusielichaampjes bedraagt maximaal 10 g/l, terwijl de opbrengst aan oplosbare eiwitten varieert van 0.5 tot 15 g/l.
We zijn betrokken geweest bij de ontwikkeling en productie van verschillende grote moleculen, waaronder recombinante subeenheidvaccins, virusachtige deeltjes (VLP's), hormonen (insuline, GLP-1, groeihormoon), cytokines (Interleukine-2/IL-2, IL -15, IL-21), groeifactoren (EGF, FGF, NGF), nanobodies/antilichamen met één domein (sdAbs), enzymen, enz.
Equipment

7L*16 Gistingssysteem

Cedex Bio Analyser, Bioprocesanalysator

Alle categorieën

Stroomopwaartse procesontwikkeling

Microbiële CDMO