EMU tecnológico: aquisição de Biolector para acelerar o desenvolvimento de bioprocessos para produção de vacinas e outras moléculas de interesse biotecnológico

• Processo: 22/11529-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Infraestrutura - Tecnologia e Inovação
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2030
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Viviane Maimoni Gonçalves
• Beneficiário: Viviane Maimoni Gonçalves
• Instituição Sede: Instituto Butantan. Secretaria da Saúde (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Ana Lucia Tabet Oller do Nascimento ; Luciana Cezar de Cerqueira Leite
• Assunto(s): Engenharia bioquímica Engenharia metabólica Biologia de sistemas Delineamento experimental Bioprocessos Desenvolvimento de vacinas Aquisição de equipamentos Equipamentos multiusuários Infraestrutura de pesquisa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biologia de sistemas | Delineamento Experimental | Desenvolvimento de Bioprocessos | Engenharia metabólica | Microbiorreator | seleção de clones e de mutantes | Engenharia bioquímica

Resumo

O desenvolvimento de bioprocessos para produção de vacinas e outras moléculas de interesse biotecnológico passa por diversas etapas desde a construção e/ou seleção do clone produtor até o estabelecimento das condições de cultivo em biorreator. Após a demorada e crítica etapa de seleção do clone, uma das mais morosas é a otimização do meio de cultura, normalmente realizada em frascos empregando ferramentas estatísticas de delineamento experimental. O microbiorreator Biolector XT permitirá acelerar o desenvolvimento de bioprocessos relacionados aos projetos associados em complementares pulando as etapas comparativamente pouco informativas dos cultivos em frascos, uma vez que esse microbiorreator controla pH e O2 dissolvido, que não podem ser controlados em frascos. Além disso, os dados de medida de biomassa, pH, O2 dissolvido e fluorescência obtidos em tempo real pelo Biolector fornecem informações valiosas da cinética de cultivo que são impossíveis de obter em frascos. Assim, o Biolector permite a obtenção de dados similares aos obtidos em biorreator avaliando simultaneamente até 48 condições de cultivo ou até 48 clones ao mesmo tempo. O módulo de microfluíca associado ao Biolector XT permite também a realização de até 32 cultivos paralelos em modo fed-batch, ou seja, permite realizar fed-batch em microescala, um modo de operação que normalmente seria realizado apenas em biorreatores bem mais tardiamente durante o desenvolvimento de bioprocessos e com número geralmente menor de variáveis. Finalmente, os módulos "O2 Up", "O2 Down", "CO2 Up" e "Anaerobic" permitirão realizar cultivos de microrganismos em condições de aerobiose, microaerofilia e anaeróbios. O módulo "O2 Up" é usado para cultivos de alta densidade celular de E. coli e leveduras em modo fed-batch, pois enriquece o ar de entrada com 0-100% de O2 puro, tal como feito em biorreatores. Desse modo, a aquisição do Biolector visa acelerar o desenvolvimento de bioprocessos para i) produção de vacinas baseadas em bacilo Calmette-Guérin recombinante (rBCG) e vacinas para leptospirose, Schistossoma mansoni e Streptococcus pneumoniae, ii) obtenção de novas moléculas terapêuticas derivadas da glândula salivar de Simulium pertinax, iii) produção de fragmentos de anticorpos recombinantes obtidos em Escherichia coli (anti-TNFa e anticorpos para diagnóstico e terapia para infecções por E. coli uropatogências). O projeto objetiva também acelerar os estudos de biologia de sistemas e engenharia metabólica para produção biopolímeros polihidroxialcanoatos, os chamados bioplásticos. Espera-se que os resultados deste projeto coloquem os pesquisadores do Estado de São Paulo no seleto grupo de pesquisadores de excelência mundial que possuem o Biolector e que mantêm elevado número de publicações científicas em revistas de seletiva política editorial empregando esse equipamento para os mais variados estudos, que vão desde a produção de proteínas recombinantes em E. coli e leveduras, até biocombustíveis e biologia de sistemas e engenharia metabólica de microrganismos de interesse biotecnológico, passando ainda por inúmeras aplicações para scale-down e scale-up de bioprocessos industriais variados. (AU)