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Bioprocédés

Découvrez comment la métabolomique peut renforcer l'efficacité du flux de travail des bioprocédés et améliorer la qualité des produits.

La métabolomique dans les bioprocédés

Les bioprocédés exploitent la puissance des cellules vivantes pour créer une large gamme de produits, des produits biopharmaceutiques aux carburants durables et biodégradables, en passant par les produits de soins personnels, etc. Les cellules étant au cœur des bioprocédés, il est essentiel de les optimiser. Cependant, les méthodes traditionnelles de contrôle de ces usines cellulaires reposent souvent sur des indicateurs indirects (croissance cellulaire, viabilité) qui ne permettent pas d'obtenir une image claire de ce qui se passe à l'intérieur de la cellule et qui influe sur le rendement. Par conséquent, l'ingénierie d'un système biologique robuste et reproductible pour le biotraitement reste un défi.

En s'appuyant sur la métabolomique, les scientifiques peuvent relever ces défis en identifiant les changements subtils dans les cellules et les milieux de croissance qui indiquent un stress, des limitations en nutriments, des sous-produits toxiques ou les premiers stades d'une contamination. Grâce à ces informations en temps réel, les chercheurs peuvent intervenir rapidement pour résoudre les problèmes et affiner le flux de travail des bioprocédés, ce qui permet d'obtenir des flux de travail plus efficaces et des produits de meilleure qualité.

scientist with a pipette and plate
Comprendre le mécanisme d'action de votre médicament (MoA)

Comprendre le mécanisme d'action de votre médicament (MoA)

Metabolomics can help clarify your MoA faster by providing deep and unparalleled insights

  • Corréler les changements dans les niveaux de substances biochimiques hautement annotées avec toutes les autres données MoA et mécanistiques de votre essai, depuis le milieu de la traduction jusqu'à la soumission de la demande d'autorisation de mise sur le marché.
  • Révéler les effets pléiotropes d'une majorité de cibles, y compris les kinases, les récepteurs, les facteurs d'apoptose et les modulateurs immunitaires.
  • Fournir une vue unique et complète des voies biochimiques afin d'identifier les altérations qui influencent directement les résultats.

Découvrir des informations fonctionnelles et exploitables grâce à la métabolomique

L'optimisation des pipelines de biotraitement reste un défi important.Metabolon peut aider les chercheurs à mettre en œuvre des stratégies d'optimisation améliorées grâce à l'analyse métabolomique.En utilisant des panels métabolomiques globaux et ciblés, les chercheurs peuvent suivre les changements cruciaux dans les cellules et les milieux de croissance en temps réel, ce qui facilite une intervention précoce et assure des flux de travail plus efficaces.

Comprendre l'impact des nutriments sur le métabolisme cellulaire

La métabolomique peut aider les chercheurs à comprendre les besoins en nutriments des cellules et à développer des milieux améliorés pour une croissance et une production optimales. Dans une étude publiée dans Applied and Industrial Microbiology, les chercheurs ont utilisé la transcriptomique et la métabolomique pour étudier l'impact de différentes sources de nutriments sur le méthanotrophe Methylomicrobium album BG8. Les méthanotrophes étant une plateforme microbienne attrayante pour la conversion de matières premières alternatives en produits de valeur, ce travail contribue de manière importante au développement de plateformes de biotraitement encore plus durables. Les résultats ont mis en évidence plusieurs réponses métaboliques spécifiques au méthanol et à l'ammonium en tant que sources de carbone et d'azote, respectivement, et constituent un point de départ précieux pour des recherches supplémentaires sur l'optimisation des méthanotrophes en vue d'une utilisation dans le domaine des bioprocédés.

Sugden S, Lazic M, Sauvageau D, et al. Transcriptomic and Metabolomic Responses to Carbon and Nitrogen Sources in Methylomicrobium album BG8. Appl Environ Microbiol. 2021;87(13):e0038521. doi: 10.1128/AEM.00385-21.

"Les méthodes permettant une compréhension approfondie du métabolisme des cellules CHO pendant la culture sont essentielles pour un meilleur contrôle de la production de médicaments recombinants. Une connaissance limitée de l'état physiologique de la culture cellulaire pourrait être complétée par l'analyse métabolomique, qui est capable d'identifier jusqu'à des centaines de métabolites intracellulaires différents."

Vodopivec M, Lah L, Narat M. et al. Metabolomic profiling of CHO fed‐batch growth phases at 10, 100, and 1,000 L Biotechnol Bioeng 2019. 116(10):2720-2729. 10.1002/bit.27087

Comprendre la physiologie des cultures cellulaires grâce à la métabolomique

Bioprocess monitoring is based largely on methods that, albeit reliable for monitoring process performance, cannot provide insight into cell culture physiologic states. Understanding cell physiology at all bioreactor scales, from small to large, is critical for optimizing bioprocess development.

Metabolomic analysis, which can identify hundreds to thousands of metabolites from a single sample, is a powerful tool for understanding the physiology of cell cultures used in bioprocessing. Studies have leveraged metabolomics to characterize the differences between low and high producing clones, describe cell metabolism during fed-batch, study the impact of temperature shifts on antibody glycosylation, and identify causes for process performance differences at different bioreactor scales.

For example, Vodopivec M, Lah L, Narat M. et al. designed a study to evaluate the utility of metabolomics for monitoring CHO cell fed-batch cultivation across different bioreactor scales (10L, 100L, and 1,000L). Using Metabolon’s Global Discovery Panel, the researchers identified four discrete metabolite groups corresponding to fed-batch culture phase, and these groups were consistent across different bioreactor scales, regardless of variability in viable cell densities. Their work was a good first step toward demonstrating the utility of metabolomics as a means for understanding cell culture physiology in bioprocessing, and identified several important areas of improvement for future studies.

Vodopivec M, Lah L, Narat M. et al. Metabolomic profiling of CHO fed-batch growth phases at 10, 100, and 1,000 L. Biotechnol Bioeng. 2019;116(10):2720-2729. doi : 10.1002/bit.27087

biotransformation

Figure 1. PCA of intracellular metabolome measurements. Each plotted point represents one metabolome is labeled with day of cultivation.

Découvrez comment Metabolon peut vous aider à obtenir des informations précliniques et cliniques.

Un scientifique travaille avec un spectromètre de masse

Pourquoi Metabolon?

Une fois que l'on a pris la mesure de toute la valeur de la métabolomique, la seule question qui reste est la suivante : qui la maîtrise le mieux ? Si de nombreux laboratoires disposent de capacités en matière de profilage métabolique ou de chimie analytique, les technologies de métabolomique complètes sont extrêmement rares.

L'identification précise et impartiale des métabolites à l'échelle de l'ensemble du métabolome pose des défis en matière de rapport signal/bruit que très peu de laboratoires sont en mesure de relever. De plus, la transformation de quantités massives de données en informations exploitables est un processus lent, voire impossible, pour la plupart d'entre eux, car une interprétation correcte nécessite deux éléments qui font défaut : l'expérience et une base de données exhaustive.

Partenaire de Metabolon pour l'accès :

  • Une base de données comprenant plus de 5 400 métabolites connus, dont 2 000 présents dans le plasma humain, tous répertoriés dans le cadre des voies biochimiques. Cela représente cinq fois plus de métabolites que chez le concurrent le plus proche.
  • Une expérience d'une ampleur et d'une profondeur inégalées dans l'analyse et l'interprétation des données métabolomiques afin d'obtenir des résultats pertinents
    • Plus de 10 000 projets avec des centaines de clients
    • Plus de 3 500 publications couvrant 500 maladies, dont de nombreuses revues à comité de lecture telles que Cell, Nature et Science.
    • Près de 40 docteurs en science des données, en biologie moléculaire et en biochimie

Grâce à notre plateforme robuste et à nos outils de visualisation, nos experts sont en mesure de vous en dire plus sur votre molécule et de développer des panels d'essais pour vous aider à obtenir les résultats dont vous avez besoin.

Metabolon la seule entreprise Metabolon des quatre compétences fondamentales en métabolomique :

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