De nouvelles solutions pour la purification des protéines
La purification, c'est un peu comme faire passer du sable et des cailloux au travers d'un tamis, sauf que dans ce cas, la séparation ne dépend pas de la gravité ni de la taille relative des éléments et des orifices. En fait, la séparation dépend des interactions chimiques et électriques entre le fluide biologique et les liants spécifiques (ligands) par lesquels il s'écoule. Les nombreuses protéines purifiées par l'industrie pharmaceutique comptent, entre autres, l'immunoglobuline humaine de type G (IgG) et les anticorps monoclonaux (ACM), tous deux essentiels à l'immunité et, par conséquent, au traitement des maladies. La méthode la plus courante pour purifier les IgG et les ACM est l'utilisation de la résine-protéine A. Toutefois, les entreprises pharmaceutiques sont de plus en plus préoccupées par l'approvisionnement en sources de protéine A. Le projet AIMS («Advanced interactive materials by design») a donc cherché à développer des solutions alternatives à la technologie d'expression et de purification de protéines. Les chercheurs ont développé d'excellents outils de modelage permettant d'évaluer les interactions entre support, liant, ligand et produit qui favorisent une conception efficace et rentable de nouveaux matériaux. Ils ont créé SartoAims, une nouvelle membrane présentant une affinité avec la protéine A, et plus particulièrement une affinité améliorée pour les protéines IgG, offrant une alternative appréciable à la protéine A pour la purification IgG. Par ailleurs, les chercheurs ont étudié deux alternatives à la technologie d'expression et de purification concernant les ACM, l'une utilisant des résines à échange ionique beaucoup moins coûteuses sous forme d'une chromatographie de type MGSGP (Purification dissolvante à contre curant Multicolumn de gradient) et l'autre par extraction aqueuse en deux phases. Les chercheurs ont également développé de nouveaux matériaux destinés à une utilisation dans la chromatographie par échange ionique, une technique qui repose sur les interactions entre charges en vue de la séparation. En fait, la résine échangeuse d'ions FractoAims montre une stabilité mécanique supérieure et peut être adaptée en fonction du diamètre du boudin, de la taille du pore, de la surface et de la densité de ligand. Les nouveaux concepts de processus ont été testés dans une mini-installation afin d'évaluer la performance par rapport à la technologie d'expression de protéine A. Deux unités MCSGP combinées, fonctionnant suivant des paramètres différents, ont permis de réduire les frais d'exploitation d'un tiers par rapport au coût total de la purification d'ACM. Les résultats du projet AIMS auront un impact important sur le processus de purification de protéines qui, jusqu'à présent, était la phase la plus coûteuse du développement des biomolécules dans le domaine pharmaceutique, chimique et biotechnologique. La commercialisation des nouveaux procédés devrait améliorer la position européenne sur le marché mondial des produits chimiques et pharmaceutiques.
