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Méthodes de traitement optimisées pour améliorer la production de produits biotechnologiques

Les processus en aval représentent plus de 80% des coûts de production totaux des bioproduits. Une initiative de l'UE a identifié des obstacles aux méthodes de traitement en aval actuelles et introduit de nouvelles solutions pour les surmonter.

Économie numérique
Technologies industrielles
Recherche fondamentale

Une étape critique et coûteuse impliquée dans la biofabrication consiste à récupérer efficacement des échantillons purs de source biologique. Le projet financé par l'UE INTENSO a identifié les goulots d'étranglement dans ces méthodes de production en aval et trouvé des solutions applicables à un large éventail de produits. Les recherches se sont concentrées sur les bioproduits qui font partie de la plupart des pipelines de la recherche et du développement afin de réduire les inefficacités et les coûts. Une stratégie d'intégration/intensification a été proposée, centrée sur quatre méthodologies différentes pour la technologie de traitement en aval : extraction en deux phases aqueuse (ATPE), adsorption de lit étendue (EBA), systèmes d’écoulement convectifs (CFS) et cartouches jetables hybrides (HDC). L'équipe INTENSO a développé une variété de souches cellulaires, des bioproduits et des processus en amont pour ATPE. L'application de champs électriques pulsés à la levure et à des souches de bactéries qui produisent différentes protéines recombinantes a révélé faciliter la libération efficace des bioproduits. Les partenaires du projet ont évalué l'adéquation de l'EBA de seconde génération pour la récupération primaire des produits. Cette technologie peut être intégrée très tôt dans le régime de biotraitement. À ce titre, ils ont étudié l'effet des enduits chimiques pour le processus EBA, fournissant une meilleure optimisation de processus en réduisant à un minimum les interactions biomasse-perle. Des méthodes expérimentales ont été développées et validées pour caractériser les perles chromatographiques. Les scientifiques ont évalué les performances des CFS dans la capture et la purification des grandes molécules biologiques avec un grand potentiel comme futurs produits biopharmaceutiques, à savoir l'ADN plasmidique, les particules similaires à des virus et l'ARN messager. Ils ont montré que les CFS sont presque idéaux pour purifier ces molécules en termes de puissance de séparation, de capacité, de récupération et d'intégrité des molécules. La chromatographie radiale permet l'intensification des monolithes chromatographiques à l'échelle industrielle sans compromettre la vitesse de fonctionnement ni l'efficacité de la séparation. Enfin, l'équipe a utilisé les HDC pour générer un système jetable et économique favorable au biotraitement respectueux de l'environnement. Elle a produit des protocoles et des matériaux suffisants d'ADN plasmidique, d'ARN messager, de protéines recombinantes et d'anticorps monoclonaux pour traitement en aval. INTENSO a considérablement élargi les pratiques industrielles actuelles de traitement en aval. Ce sont les entreprises de biotechnologie européennes élaborant ou adoptant ces technologies qui devraient en profiter le plus.

Mots‑clés

Biotechnologie, produits biologiques, traitement en aval, INTENSO

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