1. Pantheon
  2. Trabalhos Acadêmicos e Técnicos
  3. Trabalhos de Conclusão de Curso de Graduação
  4. Engenharia Química
Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: http://hdl.handle.net/11422/23122
Especie: Trabalho de conclusão de graduação
Título : Avaliação preliminar da produção de proteína spike recombinante de SARSCOV- 2 em batelada alimentada
Autor(es)/Inventor(es): Arnoldi, Lucas Amorim
Tutor: Castilho, Leda Reis
Tutor : Amaral, Priscilla Filomena Fonseca
Tutor: Alvim, Renata Guimarães Ferreira
Resumen: A COVID-19 é uma doença viral altamente contagiosa e potencialmente letal em indivíduos idosos ou com comorbidades, tendo sido responsável pela pandemia de 2020- 2023, que teve impactos socioeconômicos devastadores. Apesar do esforço científico global para o rápido desenvolvimento de vacinas capazes de produzir uma resposta imune robusta, uma grande discrepância ainda se faz presente quanto à disponibilidade destes produtos biológicos em países de menor poder econômico. Adicionalmente, frente à gama de variantes do vírus SARS-CoV-2 em circulação, plataformas vacinais prontamente atualizáveis são necessárias para conter o risco de novos eventos epidêmicos globais. Quanto ao desenvolvimento de vacinas para este patógeno, destaca-se a plataforma de imunizantes baseados em subunidades devido à sua relativamente fácil escalonabilidade e por não necessitar de produção carreada em instalações com níveis de biossegurança elevados, especialmente em países em desenvolvimento. Neste contexto, o principal alvo para o desenvolvimento desta classe de imunizantes é a proteína da espícula deste coronavírus (também conhecida como proteína spike ou proteína S), um antígeno capaz de estimular uma resposta potente do sistema imune e que vem sido estudada de forma extensiva desde os surtos de SARS, em 2002-2003, e MERS, em 2012. O presente trabalho apresenta o estudo experimental e fenomenológico do desenvolvimento de um processo preliminar de batelada alimentada, que visa otimizar a produção de proteína spike de forma recombinante por células de mamíferos. Desta maneira, foram conduzidos cultivos em batelada e batelada alimentada em frascos agitados com linhagens recombinantes produtoras de diferentes variantes da proteína S de SARS-CoV-2, além da investigação de diferentes estratégias de alimentação e seus efeitos no comportamento celular e na produção da proteína de recombinante. Realizou-se também o estudo da modelagem fenomenológica macroscópica do processo de batelada alimentada, utilizando-se como base o modelo de Monod modificado, comparando-se os resultados obtidos com a literatura disponível. Desta maneira, foi possível realizar avaliações preliminares para o desenvolvimento do processo de produção de proteína spike em batelada alimentada, passível de ser aplicado no desenvolvimento de uma nova vacina subunidade recombinante, além da realização de ponderações sobre aspectos críticos a serem considerados em futuros desenvolvimentos. Ao decorrer do presente trabalho, foram gerados com sucesso pools de células HEK293-3F6 recombinantes capazes de expressar de maneira estável a proteína spike da variante ômicron de SARS-CoV-2. Adicionalmente, foi possível avaliar o perfil comportamental dos parâmetros de processo em batelada alimentada, conjuntamente com a produção de proteína S obtida para os clones gerados previamente no LECC/COPPE/UFRJ, capazes de produzir a proteína da espícula das variantes delta, D614G e gama de SARS-CoV-2, além de um pool de células produtoras da variante ômicron BA.2. Observou-se também que o cultivo de pior desempenho em termos de viabilidade celular e VCD foi o de menor habilidade de detoxificação de lactato extracelular. Quanto às estratégias de alimentação estudadas, foi observado que para aquelas em que a alimentação era introduzida apenas após o 5º dia de cultivo, houve um decréscimo mais acentuado da viabilidade celular e densidade de células viáveis. Além disso, foi verificada uma influência significativa da razão entre o volume de trabalho aplicado e o volume total do frasco nos parâmetros relacionados ao crescimento celular e longevidade do cultivo. Também foi evidenciada durante os experimentos realizados a capacidade inibitória de elevadas concentrações de substrato (glicose) em relação à conversão de substrato em massa celular e formação do produto de interesse. Ademais, foi verificado que, para a produção de proteína spike recombinante, a estratégia de alimentação mais adequada foi a do ajuste de glicose para 3,5 g/L a partir do 4º dia de cultivo, tal qual havia sido determinado empiricamente em experimentos anteriores no laboratório. Quanto à modelagem fenomenológica macroscópica do processo de batelada alimentada, os parâmetros empíricos obtidos foram compatíveis com dados reportados na literatura para HEK293 e para outras células animais utilizadas na área de Biotecnologia Farmacêutica. Adicionalmente, o modelo utilizado, prevendo estratégia exponencial de alimentação, apresentou um ajuste capaz de descrever satisfatoriamente os resultados obtidos experimentalmente em batelada alimentada por pulsos, de maneira que, apesar da simplicidade da metodologia experimental dos modelos adotados, os pulsos de alimentação definidos em função dos dados de glicose no cultivo celular parecem ter permitido obter resultados que seriam alcançados com uma estratégia mais sofisticada de alimentação.
Materia: Covid-19
Vacinas
Proteínas spike
Materia CNPq: CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIA::FARMACOTECNIA
Unidade de producción: Escola de Química
Editor: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Fecha de publicación: 10-jul-2023
País de edición : Brasil
Idioma de publicación: por
Tipo de acceso : Acesso Aberto
Aparece en las colecciones: Engenharia Química

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