Upstream Process Development

Mikrobiálne CDMO

Význam rozvoja upstream procesov

Upstream proces (USP), tiež známy ako fermentačný proces, je jednou z počiatočných fáz upstream biologického spracovania. Proces mikrobiálnej fermentácie je rozhodujúci pre bunkovú kultúru s vysokou hustotou a exogénnu génovú expresiu, ktorá priamo ovplyvňuje výťažok a náklady biologických látok.

V počiatočných štádiách vývoja biologických látok (predklinická alebo fáza 1/2) je cieľom vyvinúť škálovateľné procesy bez zvierat s medzivýťažkom a spĺňať všetky štandardy kvality produktov.

V neskorých štádiách (fáza 3 alebo komerčné) sa zameriame na výnos, robustnosť, škálovateľnosť a reprodukovateľnosť, čím vytvoríme nákladovo efektívny proces. Činnosti, ktoré riešia tieto problémy, sú charakterizácia procesov a štúdie validácie procesov. Medzitým sa zvyčajne používajú nástroje kvality od návrhu (QbD) a dizajn experimentov (DoE).

Kľúčové slová: vývoj procesov, optimalizácia a validácia, proces fermentácie, fermentácia mikrobiálnych buniek, fermentácia baktériami, kvasnicová fermentácia, fermentácia s vysokou hustotou, fermentácia pomocou inžinierskych kmeňov

Použitie: Biofarmaceutický priemysel, humánna medicína, medicína zvierat, vakcína, rekombinantná biologika s veľkou molekulou, rekombinantná biologika, biologické činidlo

USP riešenia Yaohai Bio-Pharma

Yaohai Bio-Pharma využíva viac ako 10-ročné skúsenosti s mikrobiálnou fermentáciou a má odborné znalosti, ktoré vám pomôžu vyriešiť problémy s procesom fermentácie. Môžeme rýchlo vytvoriť stratégie fermentácie s vysokou hustotou Escherichia coli (E. coli) periplazmatická sekrécia, intracelulárna expresia rozpustných alebo inklúznych teliesok a kvasinková extracelulárna alebo intracelulárna expresia.

Naše dostupné služby všeobecného vývoja fermentácie zahŕňajú:

Návrh procesu fermentácie uskutočnený v malom meradle 7 l v režime s prítokom
Validácia trojdávkového procesu v 7L fermentoroch
Stredný proces zväčšenia na 30L/70L

Môžeme flexibilne vykonávať multiparametrovú optimalizáciu na dosiahnutie požadovaného výnosu alebo podielu pomocou jednorazového faktora (OTAF) alebo návrhu experimentov (DoE).

Kľúčové parametre fermentácie sú uvedené takto:

Kompozície fermentačného média bez zvierat

Bez antibiotík alebo bez, objem inokula

Teplota rastu, pH, hladina rozpusteného kyslíka (DO).

Režim podávania (napr. dávkové podávanie)

Koncentrácia induktora (napr. IPTG, metanol), indukčný bod (vlhká hmotnosť bunky/OD600),

Indukčná teplota, indukčný čas

a tak ďalej

Detaily služby

Služby	Tok procesu
Kultivácia v trepačke (500 ml)	Príprava média bez zvierat → Kultivácia mikrobiálneho semena → Kultivácia v trepačke → Indukcia → Zber
Kultivácia vo fermentore (7 l)	Príprava média bez zvierat → Kultivácia mikrobiálneho semena → Bunková fermentácia s vysokou hustotou v 7L bioreaktore → Indukcia → Zber
Kontrola kvality proteínov/peptidov	Predúprava Vnútrobunková rozpustná expresia: Odoberanie a resuspendovanie mikrobiálnych buniek → Rozdrvenie ultrazvukom → Odstránenie zvyškov buniek → Expresia surového extraktu Expresia inklúznych teliesok: Odber a resuspenzia mikrobiálnych buniek → Rozdrvenie ultrazvukom → Príprava inklúzneho telieska → Hrubý extrakt Extracelulárna rozpustná expresia: Odber kultivačného supernatantu → Koncentrácia a pufor výmena → Surový extrakt Analýza kvality Surový extrakt ako vzorka → Analýza cieľového proteínu pomocou SDS PAGE alebo Western blotting (WB)
Kontrola kvality plazmidov	Predúprava a analýza kvality Extrakcia plazmidu → Analýza DNA elektroforézou na agarózovom géli

Prípadová štúdia

Od nášho zákazníka sme poverení zvýšiť cieľový výťažok polypeptidového hormónu z 8 g/l na 10 g/l.

Na základe Full Factorial Design a Response Surface Design v nástrojoch DoE sme rýchlo rozpoznali a optimalizovali kľúčové parametre fermentácie. Pri optimalizovanom procese fermentácie s vysokou hustotou buniek sa úroveň expresie zvýšila na 10 g/l.

Naše skúsenosti

Pracovali sme na rôznych typoch mikrobiálnych hostiteľov, napr. E.coli DH5α, TOP10, Trans10, BL21; Pichia pastoris (P. pastoris) SMD1168H, X-33, GS115, PichiaPink kmeň 1/2/3/4; Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) a Hansenula polymorpha (H. polymorpha).
Máme skúsenosti s E. coli periplazmatická sekrécia, expresia rozpustných a inklúznych teliesok, ako aj intracelulárna alebo extracelulárna expresia kvasiniek. Výťažok inklúzneho telieska je až 10 g/l, zatiaľ čo výťažok rozpustného proteínu sa pohybuje od 0.5 do 15 g/l.
Podieľali sme sa na vývoji a výrobe rôznych veľkých molekúl, vrátane rekombinantných podjednotkových vakcín, vírusom podobných častíc (VLP), hormónov (inzulín, GLP-1, rastový hormón), cytokínov (interleukín-2/IL-2, IL -15, IL-21), rastové faktory (EGF, FGF, NGF), nanobody/jednodoménové protilátky (sdAb), enzýmy atď.
Zariadenia

Fermentačný systém 7L*16

Cedex Bio Analyzer, Bioprocess Analyzer

Všetky kategórie

Upstream Process Development

Mikrobiálne CDMO