Culture de cellules de mammifère
Des bioréacteurs à faible cisaillement et à contrôle élevé pour les cellules de mammifère — le verre sur la paillasse pour la visibilité et le développement, l'acier inoxydable pour la production GMP — des anticorps monoclonaux aux vecteurs viraux.
Le défi
Les cellules de mammifère sont la colonne vertébrale de la biopharmacie moderne : anticorps monoclonaux, protéines recombinantes, thérapies cellulaires et vecteurs viraux. Elles sont aussi fragiles — sensibles au cisaillement comme aux variations de gaz dissous et de pH. Dans une cuve agitée, les principales sources de dommage par cisaillement sont la zone de forte énergie du mobile d'agitation, l'éclatement des bulles de gaz et la vitesse élevée du gaz à l'entrée du sparger [1]. Même si les lignées CHO sont relativement robustes, des taux de dissipation d'énergie élevés réduisent la productivité de façon mesurable : une étude rapporte une productivité spécifique en mAb inférieure d'environ 25 % à ε = 0,4 W/kg par rapport à 0,01 W/kg [1].
Le procédé doit donc transférer assez d'oxygène et mélanger de façon homogène tout en maintenant une contrainte hydromécanique faible — et le faire de manière reproductible lorsque la culture passe d'une cuve de paillasse à une cuve de production.
De la R&D à la production à pleine échelle : la technologie VINCI accompagne votre montée en échelle avec des systèmes agités en verre, à usage unique et en acier inoxydable
Des cuves agitées à faible turbulence, avec des mobiles dimensionnés pour minimiser le cisaillement, une aération douce et un contrôle avancé des gaz — en verre pour la R&D et en acier inoxydable pour la production.
- Le verre pour la R&D, l'acier pour la production. Les cuves de paillasse en verre transparent donnent une visibilité directe sur le procédé pour le développement et le travail à petite échelle ; l'acier inoxydable 316L apporte la stérilisation SIP, la tenue en pression et la durabilité qu'exige la fabrication GMP.
- Agitation à faible cisaillement. Mobiles à pales inclinées et hélices marines pour un mélange homogène sans endommager les cellules.
- Microsparger et aération de surface. Transfert d'oxygène modulé, avec un moussage maîtrisé.
- Mode perfusion + Bioflex™. Culture à haute densité cellulaire avec rétention des cellules et renouvellement continu du milieu, sous contrôle automatisé par recettes conforme à la FDA 21 CFR Part 11.
De la recherche à la production, une seule plateforme
Les mêmes paramètres et recettes Bioflex™ vous mènent de la paillasse à l’échelle industrielle, en réduisant le risque de transfert entre étapes.
Bioréacteurs et fermenteurs stérilisables in situ pour la R&D
Série BioSIP.
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Bioréacteurs et fermenteurs stérilisables in situ pour pilote et production
Série BioFerm.
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Bioréacteurs et fermenteurs stérilisables in situ de grande échelle
Bioréacteurs sur mesure.
Voir le système →Repères de performance
Les chiffres ci-dessous sont des repères issus de la littérature et de l'industrie — ce ne sont pas des résultats de VINCI ni de ses clients.
- Le cisaillement agit directement sur le rendement. La productivité spécifique en mAb a chuté d'environ 25 % sous forte dissipation d'énergie (0,4 contre 0,01 W/kg), ce qui chiffre l'intérêt d'une conception à faible cisaillement [1].
- Une montée en échelle prévisible. En retenant la puissance volumique comme critère de montée en échelle, les conditions de culture se reproduisent sur trois ordres de grandeur, de la microplaque à la cuve agitée [2][3].
- La perfusion pour la haute densité. La perfusion permet une culture à haute densité cellulaire avec renouvellement continu du milieu ; les cuves agitées montrent une forte production spécifique d'anticorps en phases intermédiaire et tardive [2].
Sources scientifiques
- Analyse de la lyse cellulaire et des dommages par cisaillement — cultures CHO en tube agité et en perfusion en cuve agitée (PMC)
- Montée en échelle des cultures de cellules CHO : des plaques 96 puits aux réacteurs agités, sur trois ordres de grandeur — Journal of Biological Engineering (PMC)
- Montée en échelle d'un fed-batch CHO pour anticorps monoclonal en cuves agitées : conditions hydrodynamiques et régime d'alimentation (PMC)
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Questions fréquentes
Deux systèmes, sur le même parcours. Le développement se fait en verre de paillasse, qui donne une vue directe sur la culture ; la production GMP passe à l’acier inoxydable. Dans les deux cas, la configuration pour CHO et HEK293 est conçue autour d’un faible cisaillement : mobiles pitched-blade et marine, aération par microsparger et de surface, et mode perfusion là où une haute densité cellulaire est requise.
Les cellules de mammifère n’ont pas de paroi cellulaire rigide : le cisaillement doit donc être limité sur deux fronts, l’agitation et les bulles. Côté agitation, les mobiles pitched-blade et marine mélangent de façon homogène à vitesse modérée. Côté aération, microsparger et aération de surface sont combinés, avec la mousse maîtrisée, pour moduler le transfert d’oxygène sans exposer les cellules à l’éclatement des bulles.