Scale-down modelling of the upstream process for production of Affibody® Molecules

Abstract: I detta projekt har uttrycket av Affibodymolekyler i bioreaktorer av olika volymetriska skalor jämförts för att fastställa om ett tillförlitligt samband mellan de olika bioreaktorernas prestanda kan etableras för att möjliggöra utvecklingen av en nedskalad produktionsmodell för Affibodymolekyler. Baslinjen för jämförelsen i denna studie har varit en enliters- stirred tank reactor (STR) som de andra (mindre) bioreaktorernas prestanda jämfördes med. Jämförelsen av prestanda gjordes genom odling och uttryck av sex olika Affibodymolekyler i replikat i varje bioreaktorstorlek. Prestandan i detta fall hänvisar till produktionen av Affibodymolekyler (mg/L Cellodling) under odlingen, som fastställdes genom ett protokoll för proteinrening av lösligt intracellulärt protein genom affinitetskromatografi och kvantifiering genom absorbans vid 280 nm. De sex olika Affibodymolekyler som har studerats i detta projekt hade tidigare visat sig ha olika uttrycksnivåer, och har här jämförts med varandra i de olika bioreaktorskalorna. De två olika bioreaktorstorlekarna som bedömdes var en 300 mL skakkolv med 50 mL arbetsvolym och en mikrotiterplatta (MTP) med 3 mL arbetsvolym. Dessutom innebar studien en bedömning av två system för en långsam frisättning av kolkälla i odlingarna, ett i varje nedskalad bioreaktorstorlek. Detta utfördes för att delvis efterlikna den kontrollerade fed-batch-kulturen i STR, där koltillförsel kontrollerades med hjälp av en feedprofil. Resultaten visade att proteinuttrycket av metoderna med en långsam frisättning av kolkällor överensstämde närmast med proteinuttrycket i STR. Anpassningen av dessa resultat mot proteinuttrycket hos STR gav i en linjär regression ett R2 på 99,69 % i 3 ml MTP och 97,46 % i 50 ml skakkolven. Slutsatserna som drogs var att SMFP08003 FeedPlate var den bästa kandidaten för en nedskalad modellering av uppströmsprocessen för produktion av Affibodymolekyler. Samt att faktorn att använda en fed-batch-process istället för en batch-process har en större inverkan på proteinuttrycket än skalan av processerna.