A Importância do Desenvolvimento de Processo 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 culturas celulares de alta densidade e expressão de genes exógenos, o que afeta diretamente o rendimento e o custo dos biológicos.
Nas etapas iniciais do desenvolvimento de biológicos (pré-clínico ou fase 1/2), o foco é desenvolver processos sem componentes animais escaláveis com rendimento intermediário e atender a todos os padrões de qualidade do produto.
Enquanto nas etapas finais (fase 3 ou comercial), focaremos em produtividade, robustez, escalabilidade e reprodutibilidade, gerando um processo de baixo custo. As atividades que abordam essas questões são a caracterização do processo e estudos de validação do processo. Enquanto isso, ferramentas de qualidade por design (QbD) e design de experimentos (DoE) são tipicamente aplicadas.
Palavras-chave: desenvolvimento, otimização e validação de processos, processo de fermentação, fermentação de células microbianas, fermentação bacteriana, fermentação de leveduras, fermentação de alta densidade, fermentação de cepa modificada
Aplicação: indústria biofarmacêutica, medicina humana, medicina veterinária, vacina, biológicos de grande molécula recombinante, 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 possui know-how para ajudar a resolver desafios no processo de fermentação. Podemos rapidamente estabelecer estratégias de fermentação de alta densidade para Escherichia coli (E. coli) secreção periplasmática, expressão solúvel intracelular ou em corpo de inclusão e expressão extracelular ou intracelular em leveduras.
Nossos serviços disponíveis de desenvolvimento de fermentação geral incluem:
- Projeto do processo de fermentação realizado em pequena escala de 7L no modo fed-batch
- Validação do processo em três lotes em fermentadores de 7L
- Escalonamento intermediário do processo para 30L/70L
Podemos realizar otimização multiparamétrica flexível para atender à produtividade ou proporção desejada, utilizando One-Time-A-Factor (OTAF) ou Design-of-experiments (DoE).
Os parâmetros-chave da fermentação são listados a seguir:
Composições de meios de fermentação livres de produtos de origem animal
Sem antibióticos ou com antibióticos, volume de inoculum
Temperatura de crescimento, pH, Nível de oxigênio dissolvido (DO)
Modo de alimentação (por exemplo, fed-batch)
Concentração do indutor (por exemplo, IPTG, metanol), Ponto de indução (peso úmido da célula/OD600),
Temperatura de indução, Tempo de indução
etc.
Detalhes do Serviço
| Serviços |
Fluxo do processo |
| Cultivo em Frasco Agitado (500 mL) |
Preparação de meio sem produtos de origem animal → Cultivo de semente microbiana → Cultivo no agitador → Indução → Colheita |
| Cultivo em Fermentador (7 L) |
Preparação de meio sem produtos de origem animal → Cultivo de semente microbiana → Fermentação de alta densidade celular em biorreator de 7L → Indução → Colheita |
| Controle de Qualidade de Proteínas/Peptídeos |
Pré-tratamento Expressão solúvel intracelular: Colheita e ressuspensão de células microbianas → Trituração ultrassônica → Remoção de detritos celulares → Extrato bruto Expressão de corpo inclusivo: Colheita e ressuspensão de células microbianas → Trituração ultrassônica → Preparação de corpo inclusivo → Extrato bruto Expressão solúvel extracelular: Coleta do sobrenadante da cultura → Concentração e troca de tampão → Extrato bruto Análise de qualidade Extrato bruto como amostra → Análise de proteína alvo por SDS PAGE ou Western blotting (WB) |
| Controle de Qualidade de Plasmídeos |
Pré-tratamento e Análise de Qualidade Extração de plasmídeo → Análise de DNA por eletroforese em gel de agarose |
Estudo de Caso
Somos contratados pelo 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, rapidamente reconhecemos e otimizamos os parâmetros-chave da fermentação. Sob o processo de fermentação de alta densidade celular otimizado, o nível de expressão aumentou para 10 g/L.
Nossa Experiência
- Já trabalhamos com vários tipos de microrganismos hospedeiros, por exemplo, E.Coli DH5α, TOP10, Trans10, BL21; Pichia pastoris (P. pastoris) SMD1168H, X-33, GS115, PichiaPink strain1/2/3/4; Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) e Hansenula polymorpha (H. polymorpha) .
- Temos experiência com E. coli secreção periplasmática, expressão solúvel e de corpo inclusivo, bem como expressão intracelular ou extracelular em leveduras. A produção de corpo inclusivo chega a até 10g/L, enquanto a produção de proteína solúvel varia entre 0,5 e 15g/L.
- Estivemos envolvidos no desenvolvimento e fabricação de várias moléculas grandes, incluindo vacinas de subunidade recombinante, 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.
- Equipamento
7L*16 Sistema de Fermentação
Analisador Cedex Bio, Analisador de Bioprocessos
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