Proteïnen met therapeutische toepassingen worden gesynthetiseerd in het laboratorium voor gebruik in de farmaceutische industrie. Tal van processen op basis van recombinant DNA maken gebruik van genetisch gemodificeerde micro-organismen als gastcellen (bacteriën, gisten of zoogdiercellen) om biologische producten te produceren, onder gedefinieerde omstandigheden, die ze in hun natuurlijke vorm normaal niet zouden creëren. Insuline was de eerste therapeutische proteïne die werd gebruikt voor de behandeling van diabetes in de jaren 20.

Extracellulaire producten

Centrifuge - zuiveringsinstallatie FSC

Afhankelijk van de vereisten van de proteïne is de keuze voor de gastcel van essentieel belang. Zoogdiercellen worden het vaakst geselecteerd omdat hun posttranslationele modificaties, zoals glycosylering en silylering, de grootste invloed hebben op de farmacokinetiek en efficiëntie van de proteïne. 

De cellen worden gecultiveerd via fermentatie. De gemodificeerde DNA-keten, met het gewijzigde gen en de stoffen waarvoor het gen codeert, worden gelijktijdig ontwikkeld. De gewenste celproducten kunnen intra- of extracellulair worden geproduceerd.

Na fermentatie worden de micro-organismen geëxtraheerd door continu werkende separatoren. Voor meer opbrengst wordt het vaste materiaal gespoeld en geëxtraheerd via centrifugering. De gezuiverde fasen van de twee stadia worden gemengd en gebruikt in verdere stadia van het proces. Alle materiaalstromen die dit gesloten proces verlaten, moeten worden gesteriliseerd bij een temperatuur van minstens 121°C. Om het proces zo eenvoudig mogelijk te houden, wordt de biomassa direct na fermentatie geoogst, in de fermenteerinstallatie, via hitte of via chemische methoden. Bij dit proces worden compleet gesloten centrifuges met stoomsterilisatie gebruikt, die op een steriele manier kunnen worden aangesloten op andere apparatuur.

Intracellulaire producten en inclusielichamen

In intracellulaire processen wordt onderscheid gemaakt tussen het feit of het gewenste product in de intracellulaire vloeistof of in zogenaamde inclusielichamen zit. In tegenstelling tot extracellulaire bioproductie verlaat de gezuiverde fase het proces op dit punt en wordt de biomassa verwerkt. 

De gespoelde en geconcentreerde biomassa wordt gehomogeniseerd, m.a.w. de cellen worden afgebroken en de intracellulaire vloeistof en de inclusielichamen worden vrijgegeven. Deze worden met centrifuges gescheiden van de celfragmenten, gespoeld en geconcentreerd in verdere fasen van het proces. Voor intracellulaire producten uit de celvloeistof worden de vaste stoffen geëxtraheerd door continu werkende scheiders.

Terug