Biorreatores

Question 1

Distinção entre biofármacos e biológicos:

Answer 1

Ambos são produtos produzidos e extraídos de um sistema biológico. A diferença é que nos biofármacos a célula é manipulada (geneticamente) para produzir o nosso produto de interesse e nos biológicos o produto já é algo intrínseco e natural ao sistema biológico (sem manipulação).

Question 2

Vantagem dos biofármacos em comparação com os fármacos e as small molecules?

Answer 2

Os biofármacos são muito mais targeted para o problema, são mais específicos. Podem levar a menos efeitos secundários indesejados.

Question 3

Diferença dos ATMPs para os biológicos:

Answer 3

Os ATMPs são medicamentos para medicina avançada, como mRNA e vetores para terapia genética e células para terapia de tecidos.

Question 4

Vantagem da utilização das células animais para produzir proteínas em comparação com a utilização de microorganismos:

Answer 4

Os microorganismos são pobres em modificações pós transducionais (PTMs) das células, ao contrário das células animais. Quanto mais parecidas as proteínas produzidas forem, em termos de glicosilação, fosforilação, ubiquitinação, etc, em relação às proteínas naturais, menor a probabilidade de serem destruídas pelos sistema imune.

Question 5

Células mais comuns usadas para a produção:

Answer 5

• Humanas: MRC-5, HEK 293
• Rato: CHO
• Macaco: VERO
• Inseto: Sf9, Sf21
• Cão: MDCK

Question 6

As células preferem estar em suspensão ou aderentes a uma superfície (ou a elas mesmas)?

Answer 6

Aderentes, pois é como estão no nosso organismo

Question 7

Indica os diferentes sistemas de culturas de células:

Answer 7

• T-flask
• Roller bottle
• Spinner Vessels
• Bioreatores

Question 8

Porqué é que é necessário que as culturas sejam postas em câmaras de CO2?

Answer 8

Porque a combinação do tampão carbonato mais 5% de CO2, mantém o pH estabilizado à volta dos 7/7,5.

Question 9

Como se observa, em culturas estáticas, se o pH está dentro dos valores necessários?

Answer 9

Pela utilização do indicador vermelho de fenol que muda de cor consoante o pH do meio
* vermelho - 7,4
* alaranjado - 7,0
* amarelo - 6,5

Question 10

Porquê é que a atmosfera tem que ser húmida nas culturas de células estáticas?

Answer 10

Estando o ambiente a 37ºC, se o ambiente não fosse húmido, poderia haver evaporação da água do meio de cultura das células, o que leva a um aumento da osmolaridade do meio e, consequentemente, à lise das células.

Question 11

Vantagens e desvantagens de utilizar bactérias na produção de biológicos:

Answer 11

Vantagens: expressão génica facilmente controlada, expressão elevada de proteínas, elevada produtividade (taxa de crescimento rápido), baixo custo
Desvantages: modificações pós-traducionais mínimas

Question 12

Nomeia os 3 sistemas de cultura em “garrafa”:

Answer 12

• T-flask
• Roller bottles
• Spinner vessels

Question 13

Vantagem das roller bottles em relação aos t-flasks:

Answer 13

Nas roller bottles, com a mesma quantidade de meio conseguimos ter uma maior quantidade de células, pois tendo em conta o seu formato redondo, elas vão sendo rodadas de modo a que o líquido passe por toda a superfície e assim, conseguimos ter células aderentes em toda a superfície lateral.

Question 14

Característica dos spinner vessels:

Answer 14

São pequenos vasos sujeitos a agitação (mimetizam os bioreactores)

Question 15

Vantagem dos bioreatores em relação aos outros sistemas:

Answer 15

Os t-flasks, as roller bottles e os spinner vessels têm que ser ventiladas de maneira a garantir as trocas e serem colocadas em incubadoras de oxigénio e a monotorização do pH é feito apenas pela observação da cor da solução. No caso dos bioreatores é possível monotorizar todas as condições a todos os momentos, através de elétrodos, e corrigir com precisão as alterações do meio, sem ser necessário substituí-lo completamente. Ex: adição de base quando o pH desce.
Os biorreatores permitem retirar amostragem de maneira não invasiva para verificar a viabilidade das células (p. ex)

Question 16

Vantagens dos bioreatores:

Answer 16

• Mais fácil de dar scale-up
• Minimiza operações assépticas
• Maximiza monotorização
• Maximiza produtividade
• Baixo custo de produção

Question 17

As culturas estáticas são úteis para:

Answer 17

A fase de desenvolvimento (otimização da cinética de infeção, testar meio de cultura, etc)

Question 18

Modos operacionais do biorreator:

Answer 18

• Batch: mistura-se tudo e não se mexe mais, os nutrientes vão diminuindo e o produto aumentando
• Fed-batch: vai se adicionando nutrientes para melhorar o metabolismo das células e assim também há mais síntese de produto (Problema: temos mais metabolitos tóxicos)
• Chemostat: adiciona-se nutrientes mas também se retira meio (onde saem células) de maneira a não saturar o meio e retirar metabolitos tóxicos
• Perfusão: adiciona-se meio com nutrientes e retira-se meio com produto, mas existem filtros que não permitem a saída das células, o que é uma vantagem tendo em conta que as células animais demoram algum tempo a crescer.

Question 19

Tipos de sistemas ideias para células que crescem muito rápido e células que crescem mais lentamente:

Answer 19

• Crescimento rápido - chemostat
• Crescimento lento - perfusão

Question 20

Vantagem dos microcarriers porosos em relação aos não porosos:

Answer 20

• Menos choques entre as células, diminuindo a lise celular

Question 21

Vantagens dos microcarriers não porosos em relação aos porosos:

Answer 21

• As células são mais fácil de separar do que no interior dos porosos
• nos porosos podem-se criar condições de hipoxia e assim nos não porosos o ambiente de cultura é homogéneo.

Question 22

Fontes de carbono mais utilizadas:

Answer 22

Glucose e glutamina

Question 23

Produtos mais tóxicos das células animais:

Answer 23

Lactato e amónia