Desenvolvimento de processos upstream

CDMO microbiano

A importância do desenvolvimento de processos upstream

O processo upstream (USP), também conhecido como processo de fermentação, é uma das fases iniciais do bioprocessamento upstream. O processo de fermentação microbiana é crucial para a cultura celular de alta densidade e a expressão gênica exógena, o que afeta diretamente o rendimento e o custo dos produtos biológicos.

Nos estágios iniciais do desenvolvimento de produtos biológicos (pré-clínico ou fase 1/2), o foco é desenvolver processos escaláveis, livres de animais, com rendimento intermediário e atender a todos os padrões de qualidade do produto.

Enquanto estivermos nas fases finais (fase 3 ou comercial), focaremos no rendimento, robustez, escalabilidade e reprodutibilidade, gerando um processo com boa relação custo-benefício. As atividades que abordam essas questões são caracterização de processos e estudos de validação de processos. Enquanto isso, ferramentas de qualidade desde o projeto (QbD) e projeto de experimentos (DoE) são normalmente aplicadas.

Palavras-chave: desenvolvimento, otimização e validação de processos, processo de fermentação, fermentação de células microbianas, fermentação bacteriana, fermentação de levedura, fermentação de alta densidade, fermentação de cepas projetadas

Aplicação: Indústria biofarmacêutica, medicina humana, medicina animal, vacina, produtos biológicos recombinantes de grandes moléculas, produtos biológicos recombinantes, reagente biológico

Soluções USP da Yaohai Bio-Pharma

Beneficiando-se de mais de 10 anos de experiência em fermentação microbiana, a Yaohai Bio-Pharma tem a experiência necessária para ajudar a resolver os desafios do processo de fermentação. Podemos estabelecer rapidamente estratégias de fermentação de alta densidade para Escherichia coli (E. coli) secreção periplasmática, expressão intracelular de corpos solúveis ou de inclusão e expressão extracelular ou intracelular de levedura.

Nossos serviços gerais de desenvolvimento de fermentação disponíveis incluem:

Projeto do processo de fermentação realizado em pequena escala de 7L em modo fed-batch
Validação de processo de três lotes em fermentadores de 7L
Um processo intermediário com escala até 30L/70L

Podemos executar com flexibilidade a otimização multiparâmetro para atingir o rendimento ou proporção desejada, usando One-Time-A-Factor (OTAF) ou Design-of-experiments (DoE).

Os principais parâmetros de fermentação estão listados a seguir:

Composições de meios de fermentação isentos de animais

Livre de antibióticos ou não, volume de inóculo

Temperatura de crescimento, pH, nível de oxigênio dissolvido (OD)

Modo de alimentação (por exemplo, lote alimentado)

Concentração do indutor (por exemplo, IPTG, metanol), Ponto de indução (peso úmido da célula/OD600),

Temperatura de indução, tempo de indução

etc.

Detalhes de serviços

Serviços	Process Flow
Cultivo em Shake Flask (500 mL)	Preparação de meios livres de animais → Cultivo de sementes microbianas → Cultivo em shaker → Indução → Colheita
Cultivo em Fermentador(7 L)	Preparação de meio livre de animais → Cultivo de sementes microbianas → Fermentação celular de alta densidade em biorreator de 7L → Indução → Colheita
Controle de Qualidade de Proteínas/Peptídeos	Pré-tratamento Expressão solúvel intracelular: Colheita e ressuspensão de células microbianas → Esmagamento ultrassônico → Remoção de detritos celulares → Extrato bruto Expressão do corpo de inclusão: Colheita e ressuspensão de células microbianas → Esmagamento ultrassônico → preparação do corpo de inclusão→ Extrato bruto Expressão solúvel extracelular: Coleta do sobrenadante da cultura → Concentração e tampão troca → Extrato bruto Análise de qualidade Extrato bruto como amostra → Análise da proteína alvo por SDS PAGE ou Western blotting (WB)
Controle de Qualidade de Plasmídeos	Pré-tratamento e análise de qualidadeExtração de plasmídeo → Análise de DNA por eletroforese em gel de agarose

Estudo de caso

Somos contratados por nosso cliente para aumentar o rendimento do hormônio polipeptídico alvo de 8 g/L para 10 g/L.

Com base no Design Fatorial Completo e no Design de Superfície de Resposta nas ferramentas DoE, reconhecemos e otimizamos rapidamente os principais parâmetros de fermentação. Sob o processo otimizado de fermentação de alta densidade celular, o nível de expressão aumentou para 10 g/L.

Nossas experiências

Trabalhamos com vários tipos de hospedeiros microbianos, por exemplo, E.coli DH5α, TOP10, Trans10, BL21; Pichia pastoris (P. pastoris) SMD1168H, X-33, GS115, cepa PichiaPink 1/2/3/4; Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) e Hansenula polimorfo (H. polimorfo).
Temos experiência com E. coli secreção periplasmática, expressão de corpos solúveis e de inclusão, bem como expressão intracelular ou extracelular de levedura. O rendimento de corpo de inclusão é de até 10g/L, enquanto o rendimento de proteína solúvel varia de 0.5 a 15g/L.
Estamos envolvidos no desenvolvimento e fabricação de várias moléculas grandes, incluindo vacinas de subunidades recombinantes, partículas semelhantes a vírus (VLPs), hormônios (insulina, GLP-1, hormônio do crescimento), citocinas (Interleucina-2/IL-2, IL -15, IL-21), fatores de crescimento (EGF, FGF, NGF), nanocorpos/anticorpos de domínio único (sdAbs), enzimas, etc.
Equipamentos necessários

Sistema de fermentação 7L*16

Cedex Bio Analyzer, analisador de bioprocessos

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