Aplicación microbiana de biorreactores.

La limitación en el valor kLa alcanzable en SUB conduce a restricciones en la aplicación microbiana de biorreactores.

Sin embargo, se describe un número cada vez mayor de ejemplos de la implementación exitosa de tecnología de un solo uso para el cultivo de bacterias, levaduras y hongos.

Un informe anterior indica la aplicación de un WAVE SUB para el cultivo de la levadura de panadería S. cerevisiae. La limitación de oxígeno disuelto no se determinó antes de alcanzar una concentración de biomasa de 8 g l⁻¹ con un volumen de trabajo de 5 l.

El gas de entrada se mezcló con oxígeno para lograr una transferencia de masa de oxígeno suficiente.

Debido a la necesidad de una composición de gas definida en los cultivos de líneas celulares, las instalaciones para la mezcla de gases generalmente se emplean en SUB y, por lo tanto, no se necesitan más instalaciones.

También se describen en la literatura varias puntos de aplicación microbiana en biorreactores de mezcla de ondas.

Sin embargo, el agotamiento de oxígeno ocurrió a una concentración de biomasa final de menos de 2 g l^-1 en un sistema BIOSTAT CultiBag RM al cultivar E. coli en modo por lotes antes de que ocurriera el agotamiento de oxígeno.

Con el fin de controlar y, por lo tanto, reducir la tasa de consumo volumétrico de oxígeno del cultivo, se aplicó el método de liberación de sustrato enzimático EnBase (BioSilta).

En este caso no fue necesaria la alimentación mecánica, lo que reduce los riesgos de contaminación.

Debido a la limitación del sustrato y la reducción concomitante de la demanda de oxígeno por celda, ahora se puede lograr una densidad óptica de OD₆₀₀ = 30 (10 g l⁻¹ de biomasa seca) en el mismo sistema.

Se comprobó la expresión heteróloga de la enzima alcohol deshidrogenasa (ADH).

Este enfoque es especialmente adecuado cuando los sistemas de monitoreo no son lo suficientemente confiables para el control de alimentación en línea.

Por lo tanto, se pueden evitar algunos inconvenientes de los sistemas de monitoreo actuales en los SUB. La aplicación de SUB para el crecimiento de Corynebacterium diphtheriae para la producción de vacunas fue investigada por Ullah et al.

En el reactor BIOSTAT CultiBag RM, se logró una densidad celular final de OD₅₉₀ = 5 (aproximadamente 2 g l^-1 de biomasa seca) en comparación con OD₅₉₀= 7,3 en un biorreactor de tanques de acero inoxidable agitado aireado.

Hitchcock describió el cultivo de Listeria monocytogenes recombinante para la producción de vacunas.

En un BIOSTAT CultiBag RM con un volumen de trabajo de 5 l, se logró una densidad óptica final de OD₆₀₀ = 12.

Un estudio en un BioWave SUB de 5 l de volumen de trabajo describió el crecimiento de un cultivo de E. coli a una OD₆₀₀ de 15 sin ninguna limitación de oxígeno.

Debido a los valores de kLa más grandes en el CELL-tainer en comparación con otros biorreactores de mezcla de ondas, es muy adecuado para el cultivo microbiano.

En un estudio de Sanofi-Pasteur, se demostró que el crecimiento y la producción de proteínas en un cultivo de 7 l son comparables a los datos obtenidos en un reactor de tanque agitado convencional.

Se logró una densidad óptica final de OD₆₀₀ = 60 en el modo por lotes y OD₆₀₀ = 90 en el modo de alimentación por lotes.

Una investigación demostró el potencial del cultivo de E. coli en una ampliación del CELL-tainer en un volumen de 120 l. El cultivo se hizo funcionar en un modo de lote de alimentación limitador de nutrientes.

Con un volumen de trabajo de 12 l y solo después de 32 h, se alcanzó una DO₆₀₀ final de más de 130. A escala diez veces mayor, se obtuvo un rendimiento de biomasa similar en aplicación microbiana de biorreactores.

Como ya se ha descrito para el cultivo de células, una aplicación adecuada de SUB es la utilización para cultivos de semillas.

Esta aplicación es beneficiosa, ya que generalmente se busca una densidad celular más pequeña que en los procesos de producción.

Además, la esterilidad es de importancia básica y crítica durante las múltiples transiciones entre diferentes recipientes de cultivo.

El CELL-tainer SUB se aplicó en un cultivo de semillas para la producción de lisina por Corynebacterium glutamicum.

En este caso, el cultivo de unos pocos mililitros a 15 l en la misma bolsa se logró con la aplicación de bloques de canales. Esto representa una buena alternativa al enfoque común del matraz batido.

La combinación y la variabilidad del crecimiento en varios matraces pueden tener un impacto en el rendimiento del proceso.

Por el contrario, la aplicación de un único biorreactor reduce el tiempo necesario para la preparación y permite el seguimiento y control del valor de pH y oxígeno disuelto durante todo el proceso de cultivo de la semilla.