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Upstream
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Upstream
Transformação do substrato desejado em produto metabólico
Seleção de células
- Bactérias
- E. coli
- Produção de baixo custo, rápido crescimento, bem caracterizado, fácil manipulação
- Necessidade de eliminação de toxinas e pirogênios
- Fungos
- Ex.: Pichia pastores, Saccharomyces cerevisae
- Meio de cultivo simples e barato com rápido crescimento e produção
- Livre de oncogenes, endotoxinas e partículas virais
- Ex.: Pichia pastores, Saccharomyces cerevisae
- Algas
- Células de mamíferos
- Alta labilidade
- Baixas taxas de crescimento
- Ex.: CHO, HeLa, células de rim humano, fibrblastos, etc
- Cultivo complexo, custoso e caro
- Possibilidade de contaminações
- Necessidade de equipamentos especificos
- Insetos
- Spodoptera frugiperda
- facilidade de manutenção das células
- Spodoptera frugiperda
- Meio de cultura
- Inóculo Primário
- Biorreator (grande escala)
- Separação e extração
- Sem retenção de células
- o meio fresco é alimentado para o biorreator
- meio gasto contendo ambos as células e o produto são removidos na mesma taxa
- Nenhum dispositivo de separação é usado para retêm células, de modo que as concentrações de células no fluxo de colheita e no biorreator são iguais
- Exemplo de uso: produção do Fator IX da coagulação
- Em sistemas com células de mamíferos alcança baixa produtividade e densidade celular
- Cromatografia (Downstream)
- Com retenção de células
- Separadas por perfusor
- Filtração de fibra oca
- Dispositivos de retenção de células que podem aliviar algumas das preocupações em torno dos filtros de rotação
- Densidade ultra-alta, a viscosidade da cultura e o pCO 2 dissolvido tornaram-se limitação
- Tem sido frequentemente considerada como um meio para inóculos de alta densidade.
- Filtros flutuantes
- Têm sido usados para cultivar células em densidades acima de 20 milhões de células / mL
- São propensos a entupir e normalmente são usados apenas na ordem de 10 dias
- Filtração de fluxo de vórtice (VFF)
- Consiste em um cilindro rotativo interno rodeado por um filtro concêntrico
- A cultura celular é enviada para o espaço anular e livre de células o sobrenadante é puxado através do filtro e para fora do espaço anular
- O interno cilindro rotativo forma vórtices Taylor que impedem a polarização da concentração e deposição de partículas no filtro
- O aumento de escala pode apresentar desafios já que o diâmetro do VFF precisa aumentar quadraticamente com o diâmetro do biorreator
- Corridas de baixa densidade e longa duração
- Os sistemas imobilizados não sofrem de washout em nenhuma taxa de perfusão, as células são geralmente protegido de cisalhamento, e altas densidades de células compactadas são possíveis
- As desvantagens da imobilização incluem heterogeneidade célula a célula, represen- amostragem ativa e monitoramento preciso da biomassa, oxigênio e nutrientes pobres transferência e difícil aumento de escala
- Filtração por spin
- o sobrenadante da cultura de células é bombeado para um filtro cilíndrico e para fora do biorreator
- Evita obstrução de células na membrana
- A incrustação é agravada por superfícies de filtro carregadas e mídia à base de soro, adição de antiespumante, alto taxas de perfusão, altas concentrações de células, baixas velocidades de rotação do filtro e baixo área de superfície do filtro
- A tecnologia foi dimensionada para permitir a perfusão em escala piloto biorreatores com 175L e 500L volumes de trabalho
- Filtração de fibra oca
- Com base na densidade
- Centrífugas
- Depende das diferenças de densidade para a célula retenção
- A centrífuga Centritech usa fluxo ortogonal contínuo e possui um dispositivo inserção capaz (fixada em um rotor cônico) para coleta e separação de cultura de células
- Hidrociclones
- Dispositivo cônico simples que usa forças centrífugas para separar componentes por densidade
- A cultura de células entra em alta velocidade e circunda o cone
- São de baixo custo, não possuem partes móveis e podem ser aplicados prontamente para sistemas descartáveis e de limpeza no local / vaporização no local
- Volumes menores requerem perfusão intermitente porque a redução adicional do hidrociclone não é viável
- São capazes de 90% de células eficiências de retenção
- Colonizadores gravitacionais
- Se a cultura puder ser bombeada para cima a uma taxa mais lenta do que a velocidade de estabilização da célula
- As células podem ser cultivadas em microtransportadores suspensos
- Pontos negativos: cisalhamento de agitação, cisalhamento de agitação, heterogeidade célula a célula, problemas na estratificação
- Decantadores com placas paralelas inclinadas foram projetados para criar fluxo laminar e alavancar o efeito de boicote para permitir que as células se acomodem, se acumulem e descam a placa inferior com eficiência de separação aprimorada
- O tempo de residência pode ser diminuiu pelo resfriamento e vibração do decantador, bem como o período de lavagem normalmente com gás
- São adequados para operações de longa duração
- Excelente capacidade de reter células viáveis e remover células mortas menores por meio do perfusato
- Desvantagens: As densidades celulares têm só foi demonstrado até 20-30 milhões de células / mL; acima desse intervalo, retenção a eficiência cai drasticamente e as células passam para a colheita. Separador os tempos de residência são bastante longos. Detritos e algumas células saem do biorreator no fluxo de colheita de um sistema gravitacional decantador, uma etapa de clarificação adicional é necessária se a operação de purificação a jusante as ações são integradas
- Assentamento acústico
- Prendem as células nos nós de pressão das ondas ultrassônicas estacionárias
- Não requerem peças móveis, podem ser facilmente limpos e esterilizados e não requerem nenhuma barreira física para separação de células e, portanto, não são propensos a incrustação
- Uma vez presas, as células se agregam e, em seguida, se acomodam de volta no reator por gravidade
- Permiti taxas de perfusão de até 200 L / dia para volumes de trabalho do biorreator de 100 L
- Centrífugas
- Separadas por perfusor
- Sem retenção de células
- Descontínuo
- Concentrações elevadas de substrato inibem o agente biológico
- Plasmólise celular
- Inibição pelo produto
- Descontínuo alimentado
- Inicialmente se introduz o inóculo, ocupando um uma fração do volume útil da ordem de 10 a 20%
- Pode-se incluir o reciclo de células a fim de se iniciar um novo período de alimentação
- Alimentação pode ser constante ou intermitente, com vazões constantes ou não
- Contínuo
- As células podem ser mantidas em estado fisiológico e crescimento constantes
- Cultivo mais longo que a batelada
- Permite que o cultivo seja acoplado a outras operações da planta, otimizando assim a produtividade total da plant
- Reatores e equipamentos associados menores, gerando menor custo e maior lucro
- Maior risco de contaminação
- Produção de produtos terapêuticos não é recomendado
- Separação e extração
- Biorreator (grande escala)
- Quanto maior a complexidade da célula, maior o requerimento nutricional
- Água, sais inorgânicos, ácidos orgânicos, açúcares, aminoácidos, vitaminas, lipídeos, proteínas, hormônios, fontes de carbono e nitrogênio, íos inorgânicos, sais minerais
- Soro fetal bovino - suplementação
- Investigação de príons
- Em desuso por questões éticas e ambientais
- Com a retirada é possível fazer uma cultura em suspensão, já que as proteínas do soro geram a adesão
- Meios: BME; EME; DMEM; GMEM; RPMI; Leibovitz; Alfa MEM; Ham´s F10, F12 e F14; IMDM; MCDB; KO-DMEM
- Esterilização por filtração ou autoclave por calor úmido
- O2 21%
- Temp.: 37ºC
- pH 7.2 -7.4
- Geração de radicais livres
- Morte provocada por contato
- Contaminação de microorganismos
- Inóculo Primário
- Bactérias
Sistema de expressão
Ex.: vacina, anticorpos e proteínas terapêuticas
Information
- Description
- Farmácia Mind Map on Upstream, created by Roger Ryuler on 16/10/2020.
- Created by
- Roger Ryuler
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