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Contained Molecular Farming – Controllable Contained Systems for High Yield and Consistency

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Un sistema di produzione di proteine su base vegetale

La produzione farmaceutica di proteine è afflitta da costi elevati, qualità disomogenea del prodotto e problemi di resa. Per la prima volta in assoluto, un progetto finanziato dall'UE si è occupato di sistemi automatizzati di produzione di proteine a base vegetale, quale opzione praticabile.

Salute

Il progetto COMOFARM ("Contained molecular farming - Controllable contained systems for high yield and consistency") ha confrontato varie specie vegetali e quattro sistemi a base vegetale: piante idroponiche, colture di radici, muschio coltivato e sospensione di cellule vegetali. I prodotti di loro interesse erano costituiti dall'anticorpo umano M12 e da varianti dell'emagglutinina del virus dell'influenza (forme secrete e integrate alla membrana). L'analisi comparativa di piattaforme matrice e la caratterizzazione di specie vegetali hanno rivelato che le foglie di tabacco e le cellule BY-2 costituiscono piattaforme idonee per la produzione di proteine ricombinanti. Sono stati eseguiti ampiamente e con esito positivo test tendenti a ottimizzare i parametri nutrizionali e fisici, accanto ai fattori molecolari, per aumentare in modo congruo la resa e la qualità del prodotto. COMOFARM ha sviluppato una nuova tecnica per produrre linee di sospensione di cellule BY-2 monoclonali, utilizzando la separazione cellulare attivata a fluorescenza per la selezione dei cloni. Sono stati ottimizzati i parametri di impilamento per la produzione di anticorpi M12 nelle cellule BY-2. È interessante che i mezzi a elevata osmolarità siano risultati più essenziali per aumentare la rizosecrezione dell'anticorpo M12 rispetto al contenuto di nutrienti. Tra gli altri fattori importanti rientrano l'omogeneità delle colture di cellule e tessuti e la scelta dei produttori d'elezione durante la selettocoltura. Sono stati valutati vari sistemi automatici di monitoraggio e mantenimento delle piante, come l'immaginografia a fluorescenza DsRed, il sistema di monitoraggio dell'attività respiratoria (RAMOS) e il sistema Growscreen-Fluoro. È riuscita positivamente l'ottimizzazione del dispositivo RAMOS per monitorare le sospensioni di cellule BY-2 e colture di muschio e integrati nei prototipi di bioreattore. Dopo aver ottimizzato la qualità e la resa, COMOFARM ha lavorato sulla standardizzazione di procedure per ottenere la conformità alle buone pratiche di fabbricazione e la commercializzazione finale. La fabbricazione di M12 a monte su scala pilota da colture in sospensione di cellule BY-2 nel dispositivo Shaker orbitale da 200 L ha dimostrato una buona resa con la possibilità di un ampliamento in scala di 666 volte. Gli scienziati hanno perfezionato le strategie di estrazione e purificazione di M12 da piante di tabacco e cellule BY-2, utilizzando un processo rispettivamente a quattro e tre fasi. L'anticorpo M12 in grande quantità, prodotto con un processo in scala da 200 kg, ha dimostrato una valida integrità, purezza e sterilità di M12. Le attività del progetto sono state divulgate tramite il sito Web del progetto, pubblicazioni, presentazioni, poster e conferenze. La riuscita commercializzazione di tali prototipi funzionanti potrebbe spianare la strada verso la produzione automatizzata di proteine a base vegetale, con importanti conseguenze per la salute e il settore industriale, oltre che per l'economia dell'UE.

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