Découvrir les bases de la fermentation industrielle appliquée à la production de principes actifs biologiques

REF : BIO9

Ce module s’inscrit dans notre parcours d’acculturation aux biomédicaments et au biomanufacturing. Il introduit les bases du vivant et leur lien direct avec les opérations mises en œuvre en production de principes actifs biologiques par les micro-organismes. Il permet de donner ou redonner aux opérateurs de production, du sens aux opérations qu’ils réalisent, et de gagner en agilité face aux déviations.

 

OBJECTIFS OPÉRATIONNELS

• Décrire l’échelle du vivant, de l’organisme complexe à ses briques élémentaires.
• Retrouver les caractéristiques principales de la cellule, unité de base du vivant.
• Identifier la division cellulaire comme mécanisme de base de la fermentation industrielle.
• Comprendre le phénomène de multiplication cellulaire, et d’identifier les besoins métaboliques des cellules durant la fermentation industrielle.
• Faire le lien entre ces besoins métaboliques et le design d’un fermenteur.
• Découvrir comment la cellule procaryote fabrique des protéines, et comment on peut la modifier pour lui faire produire une protéine en particulier.
• Expliquer ce qu’est une protéine, une protéine recombinante.
• Identifier comment la conduite du procédé peut favoriser la mise en oeuvre, par la cellule procaryote, de voies métaboliques secondaires qui nuisent à productivité (effets du manque d’oxygène, de l’excès de glucose, de la carence en glucose…).
• Identifier les paramètres critiques de la fermentation.
• Identifier les différents modes de culture en fermenteur (batch / feed-batch / continu).
• Connaître l’impact des différents paramètres process sur la culture – gazage (composition et débit), agitation (type et vitesse), pH, température.
• Identifier la conduite à tenir en cas de paramètres non conformes en cours de production.

 

THÈMES ABORDÉS

1 – Les bases du vivant

• Les différents types cellulaires utilisés en fermentation :
  • Eucaryotes / procaryotes et modes de division associé
  • Courbe croissance
  • Les OGM
• Les processus métaboliques :
  • La glycolyse
  • Le cycle de Krebs, à l’origine des pécurseurs de la synthèse grandes familles de biomolécules
  • La respiration aérobie (phosphorylation oxydative) et la production d’ATP / la respiration anaérobie (fermentation alcoolique, lactique, acide mixte)
  • L’excès de glucose et l’overflow
  • La carence en glucose et la gluconéogenèse
• De l’ADN au métabolisme cellulaire et à la production de protéines
• Les plasmides et leur utilisation pour produire des protéines recombinantes

 

2 – Les bases de la culture de cellules en fermenteur

• Les besoins des cellules – milieu / agitation / température / pH / gaz.
• Les principes de la culture cellulaire en masse : système clos, agité, régulé en température et en pH, atmosphère contrôlée, bullage.
• La conception du fermenteur / identification des organes sur P&ID.
• Analyse de risque process et détermination des paramètres critiques.

 

3 – Conduire une opération de fermentation

• Les différents modes de culture – batch / fed-batch / culture continue.
• Les Contrôles In Process.
• Les paramètres critiques et les conséquences de leurs dérives.
• Que faire en cas de – Identifier, analyser et évaluer des anomalies en fermentation.
• Gestion d’un point de vue qualité et proposition de CAPA.

Métiers

• Toute situation professionnelle nécessitant une acculturation aux bases de la production de biomédicaments par le vivant.

 

Modalités d’évaluation

QCM

 

Version 2023.