Biotechnologies et Bioprocédés [Biotechnology and Bioprocess] (3BIO-BioTech)

Mise au point d'une stratégie de régulation optimale des paramètres critiques pour la production de protéines recombinantes chez la levure Pichia pastoris [Setting-up of optimized process for the production of recombinant proteins in the yeast Pichia pastoris]
Ce projet se situe dans le domaine des biotechnologies et plus particulièrement, celui des procédés de production de biomédicaments (vaccins, anticorps, protéines thérapeutiques) par culture de levures en bioréacteur. Ce secteur est en plein essor et représente au niveau mondial un marché estimé à plus de 80 milliards d'euros. Cependant, la conjoncture économique mondiale actuelle contraint l'industrie pharmaceutique à développer des procédés optimisés visant la maximisation des rendements de production tout en garantissant les propriétés intrinsèques des protéines produites. De plus, l'émergence de normes de qualité de plus en plus strictes, dictées par les autorités réglementaires, nécessite également le développement de procédés de production robustes et reproductibles. Ces objectifs ne peuvent plus être atteints, à l'heure actuelle, sans le développement de procédés modélisés, optimisés et hautement régulés. Dans cette optique, ce projet FIRST Post-doc (DGO6) ModProC a pour objectif le développement, en partenariat avec la société Eurogentec, de différents algorithmes mathématiques permettant une régulation dynamique et optimale des paramètres critiques de ces procédés et plus particulièrement ceux basés sur la levure méthylothrophe Pichia pastoris. [This project aims at developping an efficient process for the production of recombinant protein in bioreactor using the yeast Pichia pastoris]

Caractérisation de l'amylolysine, un lantibiotique produit par Bacillus amyloliquefaciens GA1.
Ce projet vise la caractérisation structurale et fonctionnelle d'un lantibiotique produit par une souche de Bacillus amyloliquefaciens. Il se base sur trois axes de recherche : la caractérisation et l'étude des gènes responsables de la biosynthèse de l'amylolysine, l'étude du mécanisme d'action in vitro et in vivo et la détermination de la structure tridimensionnelle de ce peptide antibiotique. Nous nous intéresserons également à l'effet de l'amylolysine sur la formation de biofilms de bactéries pathogènes. Nous évaluerons aussi l'influence de certains paramètres (composition du milieu, conditions de culture) sur le taux de production de l'amylolysine dans le but de mieux comprendre son mécanisme de biosynthèse. Ce projet FRIA est réalisé en collaboration avec le Centre d'Ingénierie des Protéines (Prof. Joris, ULg).

Modélisation, optimisation et contrôle des procédés de fermentation de levure en industrie alimentaire.
L'objectif général est la mise au point, dans le contexte des fermentations de levures en industrie alimentaire, de méthodes de détermination des conditions opératoires optimisant des critères objectifs (productivité, reproductibilité, respect des spécifications du produit : activité, stabilité, aptitude au séchage) et de régulateurs en boucle fermée permettant de les maintenir en ligne. Des grandeurs de commande (influençant ces critères) et des signaux mesurés (reflétant l'impact des commandes sur le déroulement du procédé et sur ces critères) seront sélectionnés en s'assurant de leur disponibilité effective en milieu industriel. Afin de quantifier cet impact, des modèles microscopiques décrivant le métabolisme de la levure seront utilisés. Vu leur complexité structurelle (impliquant des problèmes d'estimation paramétrique et d'utilisation pour la synthèse de régulateurs), des techniques de réduction de modèles seront utilisées afin d'obtenir des modèles macroscopiques (biomasse et constituants extracellulaires). Les conditions opératoires optimales et les régulateurs seront déduits de ces modèles. Outre l'augmentation de la qualité et de la reproductibilité en production, les solutions proposées conduiront à une plus grande flexibilité et à une réduction de la durée et des coûts de développement de ces procédés. Ce projet FRIA est réalisé en collaboration avec le groupe 3BIO-BioContrôle (Prof. Bogaerts, ULB).

Utilisation de la microscopie holographique digitale en vue de l'optimisation et du contrôle de cultures cellulaires en bioréacteur
Les cultures de cellules animales en bioréacteur sont très utilisées dans l'industrie biopharmaceutique pour synthétiser des produits thérapeutiques à haute valeur ajoutée telles que des protéines recombinantes. L'objectif de ce projet est d'utiliser la microscopie holographique digitale (MHD) afin d'optimiser de telles cultures en terme de productivité et de reproductibilité. L'un des objectifs principaux de cette recherche est de déterminer les conditions opératoires (profils d'alimentation, conditions initiale de la culture, etc) permettant d'optimiser ces critères. Ce projet FRIA est réalisé en collaboration avec le MRC (Prof. Dubois, ULB) et le groupe 3BIO-BioContrôle (Prof. Bogaerts, ULB).