Metodi di lavorazione ottimizzati per migliorare la produzione dei prodotti biotecnologici I processi a valle rappresentano oltre l’80 % dei costi totali di produzione riguardanti i bioprodotti. Un’iniziativa dell’UE ha identificato le barriere relative ai metodi di lavorazione a valle esistenti e ha introdotto nuove soluzioni per superarli. Economia digitale Tecnologie industriali Ricerca di base © Wimage72, Thinkstock Un passaggio critico e costoso coinvolto nella biolavorazione recupera campioni altamente puri in modo efficiente, da fonti biologiche. Il progetto INTENSO, finanziato dall’UE, ha identificato i colli di bottiglia relativi a questi metodi di lavorazione a valle, e ha trovato soluzioni applicabili a una vasta gamma di prodotti. La ricerca si è concentrata sui bioprodotti che fanno parte della maggior parte delle pipeline di ricerca e sviluppo industriale, al fine di ridurre le inefficienze e i costi. Una strategia di integrazione/intensificazione proposta è stata incentrata su quattro diverse metodologie per la tecnologia di elaborazione a valle: estrazione acquosa a due fasi (aqueous two-phase extraction, ATPE), letto ad adsorbimento espanso (expanded bed adsorption, EBA), sistemi a flusso convettivo (convective flow systems, CFS) e cartucce monouso ibride (hybrid disposable cartridges, HDC). Il team del progetto INTENSO ha sviluppato svariati ceppi cellulari, prodotti biologici e processi a monte per l’ATPE. Applicando campi elettrici pulsati su lieviti e ceppi batterici che producono diverse proteine ricombinanti, il processo ha dimostrato di facilitare il rilascio efficiente di bioprodotti. I partner del progetto hanno valutato l’idoneità dell’EBA di seconda generazione in quanto al recupero primario di prodotti. Questa tecnologia può essere integrata molto presto nello schema di biolavorazione. Come tale, è stato studiato l’effetto dei rivestimenti chimici per il processo EBA, fornendo una migliore ottimizzazione dei processi grazie alla minimizzazione delle interazioni biomassa-perline. Alcuni metodi sperimentali sono stati sviluppati e convalidati per caratterizzare perline cromatografiche. Gli scienziati hanno valutato le prestazioni dei sistemi CFS nel catturare e purificare grandi molecole biologiche, con un grande potenziale per prodotti biofarmaceutici futuri, vale a dire plasmidi di DNA, particelle simili a virus e RNA messaggero. Essi hanno dimostrato che I CFS sono quasi ideali per purificare queste molecole in termini di energia di separazione, capacità, recupero e integrità molecolare. La cromatografia radiale consente di portare i monoliti cromatografici su scala industriale senza compromettere la velocità di funzionamento o l’efficienza di separazione. Infine, il team ha utilizzato le cartucce HDC per generare un sistema economico monouso in grado di supportare una biolavorazione rispettosa dell’ambiente. Sono stati prodotti protocolli e materiali sufficienti riguardanti DNA plasmidico, RNA messaggero, proteine ricombinanti e anticorpi monoclonali, per un’ulteriore lavorazione a valle. Il progetto INTENSO ha ampliato significativamente le attuali procedure di lavorazione industriale a valle. Le aziende biotecnologiche europee che sviluppano o adottano tali tecnologie trarranno i maggiori benefici. Parole chiave Biotecnologia, bioprodotti, lavorazione a valle, INTENSO
