El cultivo «fed-batch» es una de las estrategias de bioprocesamiento más utilizadas para producir células, proteínas, enzimas y otros productos biológicos a gran escala. Combina elementos del cultivo por lotes y del cultivo continuo: primero se cultivan las células en un volumen definido de medio y, a continuación, se añaden uno o más nutrientes de forma gradual sin retirar el caldo de cultivo. Esta sencilla idea ofrece a los desarrolladores de procesos un mayor control sobre las condiciones de crecimiento y la formación del producto.

En un proceso de lotes alimentados, el cultivo comienza con una cantidad limitada de nutrientes clave, a menudo para evitar un metabolismo excesivo o la aparición de subproductos no deseados. A medida que las células consumen estos nutrientes, se añade un nuevo aporte de nutrientes de forma controlada. El sustrato puede contener fuentes de carbono, aminoácidos, vitaminas, oligoelementos u otros componentes diseñados para favorecer una alta densidad celular y mejorar la productividad. Mediante una gestión cuidadosa del momento y la cantidad de sustrato que se añade, los fabricantes pueden prolongar la fase productiva del cultivo y alcanzar rendimientos más elevados que en un proceso por lotes tradicional.

El cultivo en fed-batch resulta especialmente valioso en la fabricación biofarmacéutica, ya que ayuda a equilibrar el crecimiento celular con la calidad del producto. Una alimentación excesiva puede provocar la acumulación de residuos, mientras que una alimentación insuficiente puede reducir la productividad. Por lo tanto, el éxito de las estrategias de cultivo en lotes alimentados depende de un buen conocimiento del proceso, de su seguimiento y de un control basado en datos. A menudo se realizan seguimientos de parámetros como el oxígeno disuelto, el pH, la glucosa, el lactato, el amonio y la densidad de células viables para orientar las decisiones sobre la alimentación.

Una de las principales ventajas del cultivo fed-batch es su flexibilidad. Se puede aplicar tanto a sistemas microbianos como a cultivos de células mamíferas, y es compatible con numerosas plataformas de biorreactores existentes. Además, ofrece una vía práctica para la ampliación a escala industrial, ya que el proceso sigue siendo operativamente más sencillo que los sistemas totalmente continuos, al tiempo que ofrece un rendimiento excelente.

Sin embargo, el cultivo fed-batch también plantea retos. La composición, el momento y la velocidad de alimentación deben optimizarse para cada línea celular y cada producto. Pequeños cambios en la estrategia de alimentación pueden afectar al crecimiento, al metabolismo, a la glicosilación y a la calidad del producto final. Por este motivo, los equipos de desarrollo de procesos suelen basarse en experimentos rigurosos, modelos y datos históricos para perfeccionar la estrategia de alimentación.

A medida que las carteras de productos biológicos se vuelven más complejas, el cultivo por lotes alimentados sigue siendo una piedra angular de los bioprocesos modernos. Su capacidad para garantizar una alta productividad, un crecimiento controlado y una calidad constante lo convierte en un método probado y fiable para los entornos de fabricación actuales del sector de las ciencias de la vida.

Para llevar a cabo correctamente un proceso de alimentación por lotes, es necesario optimizar el momento y la composición de la alimentación en función de parámetros como la glucosa, el lactato y la densidad de células viables, un equilibrio que solo es posible si se dispone de datos de proceso bien interconectados. Descubre cómo IDBS Polar para el desarrollo en las fases iniciales Ayuda a los equipos a recopilar y analizar datos sobre alimentación y cultivo para perfeccionar las estrategias de alimentación y mejorar la productividad, ciclo tras ciclo.