Все лк фарм бт
.pdf
Выбор типа процесса. Фед-батч
|
Преимущества |
Недостатки |
|
|
|
|
|
|
Низкая стоимость разработки из-за |
Более чувствителен к изменению |
|
|
качества продукта из-за его |
|
|
|
более коротких и менее |
|
|
|
протеолитической деградации, |
|
|
|
трудозатратных циклов разработки |
|
|
|
агрегации и десиалирования |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Хорошо понятный процесс |
Требует реакторов большего объёма |
|
|
для низкопродуктивных клеточных |
|
|
|
масштабирования до объёма около 15 |
|
|
|
линий. Менее эффективное |
|
|
|
тысяч литров |
|
|
|
использование капитальных вложений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сниженный уровень операционных |
Неэффективен для культивирования |
|
|
клеток с рост-ассоциированной |
|
|
|
ошибок по сравнению с перфузией |
|
|
|
продуктивностью |
|
|
43 |
|
|
|
|
|
|
|
Допускает использование |
|
|
|
|
|
|
|
|
нестабильных систем экспрессии из-за |
|
|
|
меньшего количества удвоения |
|
|
|
популяции или меньшей длительности |
|
|
|
процесса |
|
|
|
|
|
|
|
Vinci, Victor & Parekh, Sarad. (2003). Handbook of Industrial Cell Culture: |
||
|
Mammalian, Microbial, and Plant Cells. |
||
Перфузия
|
Преимущества |
Недостатки |
|
|
|
|
Более эффективное использование |
|
|
капитальных затрат из-за большей |
Более дорогая разработка из-за большой |
|
удельной продуктивности биореактора |
длительности процессов/экспериментов |
|
(мг/л/сут) |
|
|
|
|
|
Хорошо подходит для продуктов, склонных |
|
|
к пост-трансляционным модификациям, |
Меньшая гибкость производства из-за |
|
приводящим к вариабельности качества |
длительности процессов |
|
продукта |
|
|
|
|
|
Подходит как для рост-ассоциированных, |
Требует более высокого уровня |
|
квалификации операторов из-за сложности |
|
|
так и рост-неассоциированных продуктов |
|
|
и интенсивности процессов |
|
44 |
|
|
|
|
|
|
Экономика процесса отлично подходит для |
Масштабирование и инженерный опыт |
|
ограничен небольшим количеством |
|
|
продуктов с ежегодным выходом более |
|
|
компаний по сравнению с фед-батч |
|
|
100 кг |
|
|
процессами |
|
|
|
|
|
|
|
Vinci, Victor & Parekh, Sarad. (2003). Handbook of Industrial Cell Culture:
Mammalian, Microbial, and Plant Cells.
Ключевые параметры процесса культивирования
45
Бирюков В. В. Основы промышленной биотехнологии: учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений. М.: КолосС. - 2004. - 296 с.
Ключевые параметры процесса культивирования
рН
46
6,6 |
7,6 |
Зависимость удельной скорости роста клеток от уровня рН культуральной среды
рН
Влияет на скорость гликолиза (потребление глюкозы, образование лактата, расход титрующих агентов), на качество целевого продукта
47
Ключевые параметры процесса культивирования
Температура культивирования
48 |
37°C |
|
Температура культивирования влияет на:
скорость метаболизма клетки и, соответственно, длительность процесса культивирования
уровень экспрессии целевого белка
качество целевого белка (активность, правильность укладки молекулы и пр.)
Бирюков В. В. Основы промышленной биотехнологии: учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений. М.: КолосС. - 2004. - 296 с.
Температура культивирования
Очень часто при культивировании клеток млекопитающих практикуется снижение температуры культивирования во второй половине процесса
для снижения скорости отмирания клеток. Удельная продуктивность при этом чаще всего сохраняется на прежнем уровне.
Также снижение температуры оказывает положительный эффект при
|
культивировании клеток, экспрессирующих особо сложные |
|
|
молекулы, такие как факторы свёртывания крови и фьюжн-белки. |
|
49 |
Но в отдельных случаях снижение температуры может привести к |
|
обратному эффекту, когда для производства активного белка |
||
|
||
|
необходима пост-трансляционная ферментативная модификация |
|
|
активного центра молекулы. |
Ключевые параметры процесса культивирования
Растворённый кислород (DO)
µ
Рабочий
диапазон
50
20 |
60 |
DO, % |
Зависимость удельной скорости роста клеток от уровня растворённого кислорода
Продолжительность процесса культивирования
Увеличение продолжительности процесса культивирования может привести к росту выхода продукта, но также влечёт за собой риски снижения его качества в результате изменения гликопрофиля, увеличения доли кислых изоформ, повышения доли фрагментов целевого белка за счёт восстановления дисульфидных связей, а также накопления избыточного количества белков и ДНК клеток-продуцентов, что может привести к проблемам в ходе даунстрима.
51 |
К подобным негативным эффектам могут привести высокие стрессовые |
|
|
|
нагрузки на клетки во время процесса осветления культуры с помощью |
|
фильтрации или центрифугирования. |
Газовая стратегия
Основные цели газовой стратегии:
1. Снабжение клеток кислородом в течение всего процесса
2. Обеспечение клеток углекислым газом в начальной фазе процесса
3. Отведение избыточного углекислого газа на высоких клеточных плотностях
52 |
Более мелкие пузыри увеличивают эффективность |
|
насыщения культуральной жидкости кислородом, |
однако хуже отводят углекислый газ и более травматичны для клеток.