I Simposio de Postgrado 2023. Ingeniería, ciencias e innovación

I SIMPOSIO 2023 OPTIMIZACIÓN DE CULTIVOS EN MODO FED-BATCH MEDIANTE CONTROL POR MODELO PREDICTIVO RESUMEN El mercado de los fármacos que incluye proteínas recombinan- tes, hormonas, vacunas y anticuerposmonoclonales está valorado en unos 383 billones de dólares en 2023 y se espera que alcance los 554 billones de dólares en 2028. Para poder alcanzar el alto nivel de demanda y tener la capacidad competitiva ante el desa- rrollo de medicamentos genéricos, los procesos productivos de bio-productos deben ser acelerados y los costos de manufactura requieren ser reducidos. Para esto se han implementado variadas estrategias entre las que se destacan la ingeniería genética, opti- mización de medio de cultivo, optimización de estrategias de ali- mentación y desarrollo de sistemas de control. Sin embargo, estas estrategias suelen ser empíricas, costosas, lentas y requieren un alto número de experimentos. Ante esto se diseñó una platafor- ma para el diseño de medios de cultivo y estrategias de alimen- tación capaz de definir las necesidades elementales de las células que permite suplementar adecuadamente los cultivos de forma específica a cada proceso. La plataforma plantea la optimización simultánea de la composición del medio de cultivo a partir de un modelo estequiométrico basado en la cinética de Monod y balan- ces de masa, mientras que la estrategia de alimentación para de- terminar los flujos de alimentación es obtenida mediante un mo- delo por control predictivo que predice el comportamiento futuro del sistema. Se implementó la estrategia en tres líneas celulares: PK15, HEK293 y CHO-TPA. Los resultados mostraron aumentos significativos en la producción de biomasa y producto en compa- ración con los cultivos no optimizados. Francisca Pizarro 1* , Aarón Canales 1 , Bastián Herrera 1 , J. Cristian Salgado 1 , Ziomara Gerdtzen 2 1 Process Modeling Distributed Computing Lab, PMDC , DIQBM, Universidad de Chile. 2 Mammalian Cell Culture Lab (MCCL), DIQBM, Universidad de Chile. *Email: franciscapizarro@ug.uchile.cl