Monter en échelle avec les homogénéisateurs GEA pour se constituer un avantage concurrentiel

Les homogénéisateurs permettent d’extraire le contenu des cellules

Le procédé de base de la production des protéines commence par la culture des microorganismes modifiés dans des bioréacteurs de fermentation, dans lesquels les cellules microbiennes reçoivent tous les nutriments et les autres éléments dont elles ont besoin pour se multiplier rapidement. Les bactéries sont ensuite récoltées et soumises au procédé d’homogénéisation qui cause la rupture (le broyage) des cellules et permet d’en extraire le contenu. Les protéines recombinantes qui sont ainsi extraites des bactéries peuvent ensuite être isolées et purifiées pour le client, qui peut les utiliser, par exemple, en tant que matières de base pour d’autres étapes de fabrication ou dans le cadre de ses activités de développement, ou peut les commercialiser telles quelles s’il a déjà obtenu une autorisation de mise sur le marché.

Selon Biomay, une des caractéristiques-clés du système Ariete de GEA est son bloc de compression à très haute pression (HP), qui pompe le produit dans la vanne d’homogénéisation en atteignant une pression de 1500 bars, qui est celle recommandée pour la rupture des cellules. Le bloc de compression a également été configuré avec des plongeurs en céramique, qui est le matériau le plus résistant à l’usure due à la haute pression et à l’abrasion. Le système GEA est hautement flexible pour prendre en charge un débit variable et permet en faisant varier la vitesse du moteur de maintenir un rapport précis, exact, entre la pression et le débit.

Un des éléments qui s’est révélé essentiel sur le nouveau site a été la nécessité qu’avait Biomay de pouvoir utiliser l’homogénéisateur dans deux salles différentes, ce qui a amené l’équipe de GEA à concevoir une solution sur skid compacte qui puisse être déplacée facilement d’une salle à l’autre. Pour que l’encombrement reste compact et que le système puisse être transporté facilement, l’homogénéisateur et l’interface homme machine (IHM) ont tous deux été montés sur le même skid, et le panneau de l’IHM pivote de 90 degrés.

J’ai eu la chance de participer au procédé jusqu’à la mise en service de l’homogénéisateur, de l’achat aux essais de réception à l’usine (FAT) et sur site (SAT) jusqu’à la fin des qualifications fonctionnelles.

L’homogénéisateur est installé dans une salle blanche et a été configuré en version aseptique pour éviter tout risque de contamination par l’environnement extérieur. Selon les exigences de confinement du client, l’homogénéisateur peut être fourni en version entièrement étanche. Le savoir-faire, l’expertise technologique et la connaissance des procédés de GEA ont permis d’obtenir un système qui offre le niveau de personnalisation requis pour répondre à toutes les attentes de Biomay. 

Un autre élément qui a été important pour Biomay est qu’il a été possible d’effectuer à distance les essais de réception à l’usine du nouveau système. Les collaborateurs de Biomay ne pouvant se rendre en Italie à l’époque, l’équipe de GEA a organisé la FAT en ligne en utilisant Teams, ce qui a permis à Biomay d’observer la machine pendant le déroulement des essais. Toutes les étapes du processus FAT ont ainsi été documentées et enregistrées en direct et en temps réel.

Pendant tout ce temps, la coopération avec les spécialistes de GEA a été impeccable. Extrêmement compétents, ils ont répondu à toutes les questions d’ordre technique rapidement et de manière constructive. En ce qui concerne la technologie de procédé, l’homogénéisateur Ariete livré répond à toutes nos attentes, ce qui nous permet d’organiser la production de manière à optimiser les temps.

Des procédés de production différents pour des produits toujours de la plus haute qualité

Il n’y a pas deux biomolécules identiques et il est de manière générale impossible d’utiliser exactement le même procédé pour différentes applications. Biomay configure donc le procédé de production pour chaque produit, ce qui contribue à assurer une qualité de fabrication, une efficacité et une reproductibilité maximales selon les exigences BPF pour ses clients.

Dans le premier site de fabrication de Biomay à Vienne, un homogénéisateur de laboratoire GEA PandaPlus 2000 de paillasse permettait déjà la production à petite échelle de protéines recombinantes à partir de bactéries. La croissance de l’entreprise et la hausse de la demande de ses produits l’ont amenée à devoir s’agrandir et, en 2021, Biomay a construit un établissement de plus grandes dimensions, toujours dans les environs de Vienne en Autriche, destiné à abriter des installations de production plus importantes, des laboratoires de recherche et développement, et des bureaux.

Biomay, qui connaissait déjà la technologie des homogénéisateurs de GEA, a travaillé en partenariat avec les experts de GEA pour configurer la meilleure solution d’homogénéisation qui soit pour la montée en échelle dans ses nouveaux locaux. GEA était, en effet, un des seuls fournisseurs en mesure de fournir un système qui fonctionne aux pressions requises, offre le rapport recherché entre haute pression et débit, et dont les performances avaient été prouvées. Avec la montée en échelle, un débit plus élevé est nécessaire pour rationaliser la fabrication et l’homogénéisateur pharmaceutique sur skid à 3 pistons Ariete 3015 de GEA devrait écourter les temps de traitement et rendre la fabrication moins coûteuse. Ce nouveau skid pharmaceutique permettra une production par lots atteignant près de 300-400 l/h, à une pression de 1000 à 1200 bars.

Avec GEA, nous avons trouvé le partenaire idéal pour notre projet. Pendant les travaux de finalisation de la partie ingénierie de l’homogénéisateur, GEA a toujours apporté des réponses compétentes à nos exigences, qui étaient d’ailleurs souvent très pointues. Il était pour nous particulièrement important que le nouvel homogénéisateur soit « compliant » à l’ensemble des principes et lignes directrices des bonnes pratiques de fabrication (BPF). L’homogénéisateur Ariete livré a, à notre plus grande satisfaction, comblé toutes nos exigences.

La demande de biomolécules de qualité BPF augmente rapidement aussi bien pour le développement de traitements pharmacologiques potentiels que pour la production de produits dont la mise sur le marché a déjà été autorisée. L’objectif de Biomay est de répondre à ces nouveaux enjeux en offrant des lignes de fabrication parallèles basées sur des bioréacteurs de 50, 150 et 750 litres, de manière à pouvoir satisfaire les besoins de chacun de ses clients tout en permettant des économies d’échelle.

Le nouvel établissement de Biomay a été terminé au cours du dernier trimestre de 2021 et inauguré en juin 2022. L’entreprise n’a cependant pas abandonné pour autant ses premières installations qui restent validées. Celles-ci sont maintenant réservées à la production à plus petite échelle et l’homogénéisateur GEA PandaPlus 2000 des débuts continue à fournir d’excellents services.