Andreas Trautmann, scientifique R&D, Lonza AG
Claire Baril, scientifique, développement USP, Lonza AG
Le plan d'expériences (DOE) est un outil fréquemment utilisé en biotechnologie industrielle pour optimiser les paramètres des procédés de culture microbienne. L'élaboration d'approches standardisées pour ces expériences facilite la transférabilité aux clients et la comparabilité entre projets similaires.
Dans cette étude de cas, nous présentons une approche générale pour l'optimisation des paramètres de procédé dans les bioréacteurs de petite taille, incluant une validation ultérieure du modèle DOE à l'échelle pré-pilote. L'outil logiciel Custom Design de JMP a été utilisé pour générer une surface de réponse I-optimale avec trois points centraux. Au total, quatre facteurs continus ont été choisis sur la base de connaissances empiriques et de données préliminaires issues des essais de disposition.
L'un des principaux objectifs des approches DoE en biotechnologie industrielle est d'augmenter le rendement, par exemple la concentration ou le titre, du produit final. L'application du Custom Design dans JMP nous a permis d'augmenter significativement le titre du produit. Le modèle généré a permis de prédire avec précision la variable de sortie dans la plage caractérisée, même si trois des vingt-quatre essais expérimentaux se sont avérés infructueux. De plus, les outils d'exploration de données JMP ont permis une évaluation rapide de la qualité des données ainsi que des corrélations factorielles temporelles, ce qui a contribué à améliorer le modèle DoE.
