Le proteine con applicazioni terapeutiche sono sintetizzate in laboratorio per uso farmaceutico. Molti processi basati sul DNA ricombinante utilizzano microorganismi geneticamente modificati come cellule ospiti (batteri, lieviti o cellule di mammiferi) per creare, in condizioni definite, prodotti biologici che tali organismi non produrrebbero nella loro forma naturale. L'insulina è stata la prima proteina terapeutica a essere utilizzata per il trattamento del diabete negli anni venti.

Prodotti extracellulari

Centrifuga - Chiarificatore FSC

La scelta della cellula ospite in base ai requisiti della proteina è di fondamentale importanza. Le cellule dei mammiferi sono quelle più utilizzate in quanto le loro modifiche post translazionali, come la glicosilazione e la sililazione, hanno il massimo impatto sulla farmacocinetica e sull'efficacia della proteina. 

La coltura delle cellule avviene per fermentazione. La catena del DNA modificato, con il gene alterato e le sostanze che questo codifica, si sviluppa simultaneamente. I prodotti cellulari desiderati possono essere prodotti a livello intracellulare o extracellulare.

Dopo la fermentazione, i microrganismi vengono estratti da separatori a funzionamento continuo. Per aumentare la resa, il materiale solido viene lavato ed estratto mediante centrifugazione. Le fasi chiarificate dei due stadi vengono miscelate e alimentate agli stadi successivi del processo. Tutti i flussi di materiale che lasciano questo processo chiuso devono essere sterilizzati a temperature di almeno 121 °C. Per mantenere il processo quanto più semplice possibile, la biomassa viene raccolta subito dopo la fermentazione, all'interno del fermentatore, utilizzando il calore o metodi chimici. In questo processo si utilizzano centrifughe completamente chiuse sterilizzate a vapore, che possono essere collegate ad altre apparecchiature in condizioni sterili.

Prodotti intracellulari e corpi di inclusione

Nei processi intracellulari, il prodotto desiderato può essere contenuto nel liquido intracellulare o nei cosiddetti corpi di inclusione. A differenza di quanto accade nella bioproduzione extracellulare, la fase chiarificata lascia il processo in questo stadio e la biomassa viene trattata.

La biomassa lavata e concentrata viene sottoposta a omogenizzazione, con scissione delle cellule e rilascio di liquido intracellulare e corpi di inclusione. Questi vengono separati dai frammenti cellulari, lavati e concentrati attraverso l'azione di centrifughe in stadi successivi del processo. Per i prodotti intracellulari ottenuti dal liquido cellulare, l'estrazione dei solidi avviene mediante separatori a funzionamento continuo.

Indietro