Estudio del cultivo en perfusión de células PK 15 para la producción de vacunas veterinarias y análisis de puntos críticos para su escalamiento

Abstract

El síndrome multisistémico de desmedro postdestete (PWMD) es una enfermedad que afecta a los cerdos y es causada por el circovirus porcino (PCV2). El objetivo de este trabajo es mejorar la productividad de biomasa y antígeno viral de un proceso de producción de vacunas contra PCV2 en la línea celular PK15, así como analizar los puntos más relevantes para trasladar los resultados a una escala de planta piloto. Para la mejora en la producción de biomasa, se realizaron pruebas en pseudoperfusión y se utilizaron las mediciones de metabolitos de dichos experimentos para proponer un diseño de alimentación racional para los cultivos. Por otro lado, para la mejora en la productividad de antígeno, se probaron modificaciones al protocolo de infección, incluyendo el uso de hipotermia moderada, la incubación con concanavalina A y la infección de un cultivo de alta densidad. Utilizando pseudoperfusión con cambio total de medio diario se logra una densidad celular máxima de 10x10^6 [cells/mL]. Al utilizar la alimentación concentrada diseñada a partir de este experimento, se puede disminuir la tasa de perfusión a solo un 10% del volumen total, alcanzando valores similares de densidad celular. Por otro lado, la utilización de hipotermia moderada y preincubación con concanavalina A muestran mejoras de 3,2 y 2,4 veces en la productividad de PCV2 en cultivo, respectivamente. La infección en alta densidad tiene una productividad específica de solo la mitad con respecto al caso original, aunque esto se compensa si se considera el número de células totales. Finalmente, se propone un tren de inoculación y un protocolo de infección para el proceso en biorreactores, así como la instrumentación y control requeridos por los equipos. También se estimaron la agitación y aireación requerida mediante correlaciones y balances. A partir del trabajo realizado se logró aumentar la productividad de biomasa y antígeno viral de los cultivos, y se propuso una estrategia para su traslado a una escala de planta piloto, donde se podrán realizar pruebas finales antes de la implementación del proceso.