p A nova tecnologia de simulação desenvolvida pela TU Graz é projetada para tornar a produção de biofármacos mais eficiente, econômica e compreensível para os fabricantes. p A demanda por biofármacos é forte:ingredientes ativos biofarmacêuticos - em outras palavras, drogas geneticamente modificadas - representaram sete dos dez medicamentos mais vendidos no mundo em 2018. E a proporção deve aumentar, como biofármacos podem ser usados ​​para combater condições como esclerose múltipla e anemia, bem como muitas formas de câncer e doenças raras, que não pode ser tratada com agentes químicos e sintéticos. Mas essa eficácia tem um preço. Embora os medicamentos produzidos quimicamente sejam "pequenas moléculas" que são relativamente fáceis de fabricar e estão disponíveis na forma de comprimidos, drogas biofarmacêuticas geralmente contêm centenas ou milhares de átomos.

p Isso torna a fabricação de biofarmacêuticos extremamente complexa - requer reações de condução de microrganismos em biorreatores, envolve experimentos caros realizados com base em tentativa e erro, e é baseado em valores empíricos. "No momento, a indústria de biotecnologia carece de conhecimento profundo do processo. Pessoas que funcionam o processo de manufatura, mas eles não sabem as razões por que ou como exatamente funciona, "explica Christian Witz do Instituto de Engenharia de Processos e Partículas da TU Graz.

p Simulações baseadas em computador são vitais para aprimorar o conhecimento do processo, e também pode acelerar significativamente o aumento de escala do laboratório para a escala de produção. Contudo, os programas de simulação atualmente disponíveis no mercado não são adequados para a aplicação de rotina, já que demoram meses para realizar os cálculos necessários, e solicite experiência com simulações em execução, bem como poder de computação substancial.

p É aqui que entra a pesquisa de Christian Witz. Ele está trabalhando em um novo software de simulação rápido e fácil de usar que visa permitir que a simulação de processos se enraíze na indústria biofarmacêutica. "Meu sistema vai reduzir o tempo de simulação de meses para uma questão de horas. Ele pode ser operado por pessoas sem conhecimento de simulação e roda em placas gráficas comerciais padrão." O novo software reduz o tempo necessário para a solução de problemas e promete insights mais detalhados sobre os processos. Isso ajudará a tornar a fabricação biofarmacêutica mais eficiente. "As empresas precisam realizar menos experimentos para passar do laboratório para a produção em escala industrial, economizando entre EUR 300, 000 e 1 milhão de euros, "diz Witz, apontando para as últimas estimativas.

p A simulação de processo ponta a ponta oferece suporte aos processos de produção

p O novo software, que tem sido usado em pesquisa industrial desde 2017, é baseado no código de simulação que Witz desenvolveu para biorreatores aerados e agitados. Por exemplo, o programa simula a movimentação de microrganismos no reator ou o transporte de oxigênio dissolvido liberado por bolhas de ar. Como parte do projeto ComBioPro (Computational BioProcess Design), Witz irá integrar algoritmos adicionais ao software, o que permitirá uma representação ainda mais exata e amigável dos processos físicos e bioquímicos em biorreatores. Entre outras coisas, o objetivo é automatizar parcialmente a avaliação de dados brutos de simulação, e para simular bolhas de ar muito grandes em um reator. Os resultados da simulação irão, em última análise, alimentar os processos de tomada de decisão para design e produção. Por sua vez, isso permitiria às empresas simular mais projetos em menos tempo, e realizar testes mostrando onde e como ocorrem as perdas de produtividade em um reator.

p Isso é cortesia dos insights exclusivos que o software oferece sobre os processos de produção biofarmacêutica, como Witz aponta:"Como podemos criar as condições do biorreator nas quais os microrganismos são mais produtivos? Como a velocidade do agitador ou a taxa de aeração influenciam o processo? Onde no reator as forças de cisalhamento excessivas têm impacto sobre os microorganismos? O software de simulação ajuda a responder a essas e outras perguntas. "