- Objectifs de la plateforme et clarification du positionnement
- Détermination du domaine d’application
Définissez clairement les produits ou procédés de biologie synthétique spécifiques que la plateforme utilisera principalement pour la validation. Cela peut concerner divers domaines, notamment la biopharmacie, la biochimie, les biomatériaux, la biotechnologie agricole, etc. Il est essentiel de reconnaître que les exigences et les priorités en matière de validation des procédés peuvent varier considérablement d’un domaine à l’autre. Par exemple, dans le domaine biopharmaceutique, l’accent peut être mis davantage sur la pureté, l’activité et la sécurité du produit.
- Définition de l’échelle de validation
Définissez l’échelle de validation du procédé que la plateforme englobera, ce qui peut inclure des essais à petite échelle en laboratoire, des essais pilotes et une éventuelle simulation industrielle. La phase d’essai à petite échelle vise principalement à vérifier la faisabilité du procédé et à optimiser les paramètres clés. En revanche, l’échelle pilote permet d’étudier plus en détail la stabilité et la répétabilité du procédé dans des conditions proches de celles de la production réelle. La simulation industrielle permet d’identifier et de relever proactivement les défis potentiels liés à la production à grande échelle.
- Construction d’infrastructures
- Conception de l’aménagement des laboratoires
Planifiez stratégiquement l’aménagement des zones spécialisées du laboratoire, qui doivent inclure les salles de fermentation, les salles de purification, les salles d’analyse et de test, ainsi que les zones de protection biologique. Il est essentiel de veiller à ce que la configuration de chaque zone fonctionnelle soit logique et conforme au flux de processus, facilitant ainsi l’efficacité du personnel et des déplacements de matériel. De plus, la sécurité biologique et la prévention des contaminations croisées doivent faire partie intégrante de la conception.
- Sélection et installation des équipements
Les équipements peuvent être classés en plusieurs groupes distincts, comme suit :
Équipements de culture cellulaire et de fermentation : en fonction du positionnement de la plateforme et de l’échelle de validation, configurer les bioréacteurs appropriés, notamment les bioréacteurs agités, les bioréacteurs à air comprimé et les bioréacteurs à usage unique. Ces systèmes peuvent être dotés de contrôles précis de la température, du pH, de l’oxygène dissous et de la vitesse d’agitation, adaptés aux besoins spécifiques des différents micro-organismes et cultures cellulaires. De plus, il est important d’intégrer les cuves de culture de semences, les systèmes de préparation des milieux de culture et les équipements de stérilisation appropriés pour garantir des conditions de croissance optimales.
Équipements de purification : installer des équipements de pointe dédiés à la séparation et à la purification des produits, tels que des centrifugeuses, des systèmes de filtration (microfiltration, ultrafiltration et nanofiltration), des systèmes de chromatographie (comprenant la chromatographie par échange d’ions, la chromatographie d’affinité et la chromatographie par filtration sur gel) et des lyophilisateurs. Il est impératif que ces appareils répondent à des critères de performance rigoureux pour garantir la pureté et la qualité des produits, tout en présentant une excellente stabilité et fiabilité.
Système de surveillance et de contrôle environnemental : mettre en place un système complet de surveillance environnementale pour surveiller et réguler en temps réel les paramètres tels que la température, l’humidité, la propreté et la pression au sein du laboratoire. Il est essentiel de mettre en place un système de purification de l’air pour maintenir la qualité de l’air conformément aux normes en vigueur, protégeant ainsi contre la contamination microbienne et les particules de poussière susceptibles de compromettre les résultats expérimentaux.
- Construction de plateformes technologiques
Différentes méthodes peuvent être utilisées à cette fin :
Méthode de conception d’expériences (DoE) : En utilisant les principes de la conception expérimentale statistique, tels que la conception orthogonale et la méthodologie des surfaces de réponse, l’influence de multiples paramètres de procédé sur la qualité et le rendement du produit est systématiquement étudiée. Cette approche permet d’identifier les paramètres critiques du procédé et de développer des modèles mathématiques permettant de prédire les performances du procédé, conduisant ainsi à une conception optimisée du procédé. La mise en œuvre de la méthode DoE permet de réduire considérablement le nombre d’expériences nécessaires, d’améliorer l’efficacité expérimentale et d’obtenir des informations plus complètes et précises sur le procédé.
Méthode d’analyse des procédés (PAT) : introduction d’outils PAT, notamment l’analyse spectroscopique en ligne (spectroscopie proche infrarouge et Raman), les biocapteurs en ligne (capteurs de glucose, de lactate et d’oxygène dissous) et les technologies d’imagerie des procédés (imagerie particulaire et imagerie par fluorescence), afin de faciliter la surveillance et le contrôle en temps réel des étapes essentielles du procédé, telles que la fermentation et la purification. Par exemple, en surveillant en continu l’évolution des niveaux d’oxygène dissous et du pH pendant la fermentation, on peut ajuster en temps réel le taux d’aération et les apports acido-basiques, maintenant ainsi des conditions environnementales optimales pour la croissance microbienne.
Normes de qualité et méthodes d’essai : conformément à la réglementation et aux normes industrielles en vigueur, et en tenant compte des caractéristiques des produits, élaborer des normes de qualité complètes pour les matières premières, les produits intermédiaires et les produits finis. Cela permet d’établir des méthodes d’analyse et de détection adaptées, englobant des analyses qualitatives et quantitatives, et de procéder à une validation méthodologique approfondie pour garantir l’exactitude, la répétabilité, la spécificité et la sensibilité de ces méthodes.
