“Diseño de una línea de producción de Bacatina III /Paclitaxel por Taxus globosa S. (Línea celular 3)” “Evaluación del tamaño de Inóculo y OTR sobre la producción de Bacatina III/Paclitaxel en cultivos in vitro de células de Taxus globosa S., tejo mexicano *Línea Celular 3+”. Expone: Daniel Zavala [email protected]Instituto Tecnológico de Veracruz Laboratorio de Ecología y Química Laboratorio de Bioingeniería. Asesoras: M.C. Dulce María Barradas Dermitz. Dra. Ma. Guadalupe Aguilar Uscanga. Exposición rápida de algunos avances
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“Diseño de una línea de producción de Bacatina III /Paclitaxel por Taxus globosa S.
(Línea celular 3)”
“Evaluación del tamaño de Inóculo y OTR sobre la producción de Bacatina III/Paclitaxel
en cultivos in vitro de células de Taxus globosa S., tejo mexicano *Línea Celular 3+”.
Schuler et al., Kinetics of Taxol production and nutrient use in suspension cultures of Taxus cuspidata in shake flasks and in Wilson-type Bio-reactor.
Cusidó et al., Improved Paclitaxel and Bacatin III production in suspension cultures of Taxus media.
2002,Hong Kong, Taxus chinensis R.
Sin especificar. Jasmonato de metilo 100μM
TI=5g/L BS, 0.1 VVM, t=30d.
BS= 15.99 g/L al 14º día. Taxuyunanina: 16mg/g BS
Zhong et al., Effect of mixing time on taxoide production using suspension cultures of Taxus chinensis in centrifugal impeller Bioreactor.
Logros alcanzados por el equipo Taxus (Mandes, Zamudio y Zavala) en 2011
Datos: T. Inóculo: 5.8 g BH/L T. Inóculo: 0.26 g BS/L Al día 5: Paclitaxel: 0.09 mg/L Bacatina III: 8.79 mg/L 80 rpm 0.4 vvm Kla: -0.0011705 h-1 OTR: 38.17 KgO2/h-m3
Estudio de Mercado
Precio al que compra IMSS 22,239,633.33 $ MN /Kg Paclitaxel
Exclusividad (DRAXIS, s.f.) Cotizaciones de empresas Chinas
Demanda & Base de producción
Recopilación y análisis de contratos y compras IMSS (2005-2008), IMSS transparencia (2009-2011)
Masa de Paclitaxel para cubrir la demanda de Paclitaxel pronosticada por año.
Greene et al. (1988, citado en Baloglu, 1998, pág. 18): se obtiene un rendimiento del 80% en la conversión de Bacatina III a Paclitaxel , rendimiento de 97% en la purificacion de Bacatina III a partir del caldo (Winkelnkemper et al., 2011). La purificacion de Paclitaxel ronda el 90% de rendimiento (Sang-Hyun et al., 2004).
¿Sí el Volumen de trabajo fuera 30m3 (40m3 capacidad del tanque), cuanto Paclitaxel produciría un lote contando las etapas de bioseparación y conversión hasta llegar a Paclitaxel (Pureza >99%)?
2021 $21,951,384.72 $24,390,427.46 9.6896 $2,439,042.75 TOTAL $167,967,612.51 $186,630,680.56 72.704 $18,663,068.06
2.-Planteamiento del Problema 2.1 Problema de investigación documental
Desprotección en suministros. Intereses extranjeros 2.2 Problema de investigación experimental
Se requiere conocer para el correcto escalamiento, una cinética que brinde los rendimientos y producción mas alta posible de Paclitaxel/ Bacatina III
4.-Enunciado del diseño de ingeniería 4.1 Para el problema de investigación documental
La producción de Bacatina III/Paclitaxel en una nueva fábrica por la línea celular 3 de Taxus globosa S. en cultivo in vitro tiene factibilidad técnica y económica.
4.2 Para el problema de investigación experimental
La producción de Bacatina III/Paclitaxel por la línea celular 3 de Taxus globosa S. en cultivo in vitro a nivel biorreactor de 1L es afectada positivamente por un incremento en el tamaño de inóculo y disponibilidad de oxígeno.
Objetivos:
5.- Objetivos 5.1 General de la investigación documental
Realizar un diseño teórico de una planta productora y purificadora de Bacatina III/Paclitaxel cuyo proceso esté basado en el cultivo in vitro de células de Taxus globosa S. LC3.
5.1.1 Específicos de la investigación documental Determinar el estudio de Mercado Establecer la base de producción Selección de las condiciones del proceso Diseño de la planta Realizar los aspectos ambientales generales. Evaluar la factibilidad técnica y económica para la producción industrial.
5.2 General de la investigación experimental Obtener información del cultivo in vitro de Taxus globosa S. de utilidad para el proceso de escalamiento.
5.2.1 Específicos de la investigación experimental Evaluar el efecto del tamaño de inóculo sobre la producción de Bacatina III/Paclitaxel. Evaluar el efecto de la OTR sobre la producción de Bacatina III/Paclitaxel. Evaluar el efecto de enzimas digestivas en la liberación al medio de cultivo y/o producción de Bacatina III/Paclitaxel. --- (Tentativo)
Fase Experimental
FASE II: Evaluación del e f e c t o d e e n z i m a s digestivas en el proceso de producción y/o liberación de Bacatina III/Paclitaxel al med io d e cu l t i vo, s e realizará a nivel Matraz. (Roberts et al., 2003).
FASE III: Evaluación del efecto de la OTR para la producción de Bacatina III/Paclitaxel, se realizará a nivel B i o r r e a c t o r .
FASE I: Evaluación del tamaño de inóculo sobre la producción d e B a c a t i n a I I I / Pa c l i t a x e l , s e realiza nivel matraz.
Referencias.
Barradas, D. D. Ma., Hayward, J. P. M., Mata, R. M., Palmeros, S. B., Platas, B. O. B. J., Velázquez, T. R. F.. (2010). Biocell, 34 (1), 1-6. Bringi V, Prakash G. K., Prince C. L., Schubmehl B. F., Kane E. J., Roach B.. 1995. “Enhanced production of taxol and taxanos by cell cultures of taxus species”. Número de Patente (USA): 5407816, Asignado a: Phyton Catalytic Inc. Expósito, Bonfill, Moyano, Onrubia, Mirjalili, Cusidó and Palazón, 2009. “Biotechnological Production of Taxol and Related Taxoids: Current State and Prospects”. Anti-Cancer Agents in Medicinal Chemistry, 9, 109-121 109 Ganem B., Franke R. R., 2007. “Paclitaxel from Primary Taxanes: A Perspective on Creative Invention in Organozirconium Chemistry” J. Org. Chem., 72 (11), 3981–3987. González, C. G. (2010). Diseño de una línea de producción de Bacatina III/Paclitaxel por cultivo in vitro de Taxus globosa S, tejo mexicano [LC 3]. Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica. Veracruz, Instituto Tecnológico de Veracruz. Platas, B. O. B.. (2002). Diseño de una planta productora de Paclitaxel por cultivo de células de Taxus. Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica. Veracruz, Instituto Tecnológico de Veracruz. Velázquez, T. R. F.. (2006). Estudios básicos sobre la producción de Paclitaxel y Bacatina III a partir de líneas celulares de Taxus globosa. Facultad de Bioanálisis. Veracruz, Universidad Veracruzana Roberts S., C., Naill M., Gilbson D., M., Shuler M., L., 2003. “A simple method for enhancing Paclitaxel realease from Taxus canadensis cell suspension cultures utilizing cell wall digestive enzymes”. Physiology and biochemistry journal. 21: 1217-1220 Rozendaal, Lelyveld, Beek, 2000. “Screening of the needles of different yew species and cultivars for paclitaxel and related taxoids”. Phytochemistry. Volume 53, Issue 3; 383-389 Sanh-Hyun P., Moon-Suk K., Jin-Suk C., Bong-Kyu S., Byung-Hee H., Ho-Joon C., 2004. “Efficient purification and morphology characterization of paclitaxel from cell cultures of Taxus chinensis”. Journal of chemical technology and biotechnology, 79: 1162-1168. Wankelnkemper T., Schuldt S., Schembecker G., 2011. “Systematic downstream process develpment for purification of Bacattin III with key performance indicators”. Separation and purification technology XXX: XXX-XXX Zavala-Chávez F., Soto Hernandez M. Rodriguez González Ma. (2001). "El romerillo (Taxus globosa Schlecht); Biología, dificultades y perspectivas de su uso." Revista Chapingo Serie Horticultura 7(1): 77-94. NOTA: Hace falta poner referencias.