Abstrait

Congrès de biotechnologie 2015 : États physiologiques transitoires : amis ou ennemis ? - Wieland Reichelt - Université technique de Vienne

 Wieland Reichelt, Brillmann M, Thurrold P et Herwig C

L'expiration progressive de la protection par brevet fait avancer l'industrie des médicaments génériques et intensifie la concurrence pour les bioprocédés les plus efficaces et les plus robustes. Alors que la concurrence s'intensifie, l'initiative de la FDA sur la qualité par la conception (QbD) pour une meilleure compréhension des processus augmente les exigences concernant le développement des bioprocédés. Ces circonstances se cumulent à la nécessité d'une compréhension complète des processus et, par conséquent, de routines de développement de bioprocédés hautement efficaces. Pour le développement de bioprocédés, la littérature a largement prouvé que la stratégie d'alimentation est une cible particulièrement prometteuse. Après avoir maîtrisé le contrôle par rétroaction des taux physiologiques par l'utilisation de capteurs souples, l'étape suivante du développement biotechnologique pourrait conduire à des changements transitoires contrôlés des paramètres physiologiques. Alors que la majorité de la communauté scientifique a choisi le taux de croissance spécifique (μ) comme paramètre de contrôle cible, nous avons investi des travaux importants dans le contrôle du taux d'absorption de substrat spécifique (qs). Ainsi, le contrôle du qs rend la physiologie accessible, la disponibilité du substrat étant en amont des variables physiologiques par exemple μ. Nous voulons tester l'hypothèse selon laquelle le contrôle dynamique des processus sous forme de profils qs en termes de rampes et d'oscillations constitue des outils pour un réglage efficace de la physiologie. En alternant la disponibilité du substrat dans le réacteur, l'état physiologique d'E.coli sera modulé entre une charge métabolique élevée et des phases récréatives pendant l'induction. Se concentrer sur les interrelations physiologiques du produit, la modélisation et l'étude des effets d'échelle ne font explicitement pas partie de notre recherche. Nous souhaitons ici aborder des questions spécifiques telles que la fréquence et l'amplitude d'impact de l'oscillation qs sur la physiologie ainsi que la pente et l'orientation des rampes qs. L'amplitude de l'oscillation est d'un grand intérêt : les limites physiologiques peuvent-elles être temporairement dépassées en accordant des périodes de récupération ? Alors qu'une fréquence élevée d'oscillation du taux d'absorption spécifique du substrat pourrait être limitée par des contraintes techniques (par exemple, les capacités d'échantillonnage, l'erreur de mesure), une durée trop longue pourrait ne pas avoir d'impact en dehors de la formation d'acétate. Les réponses provocatrices pourraient être à la fois précieuses et négatives pour l'esprit, en fonction des qualités de leur mise en œuvre dans différentes phases de la neurodégénérescence. La mise en œuvre douce de la microglie et des astrocytes révèle en règle générale des impacts neuroprotecteurs et améliore les effets secondaires précoces de la neurodégénérescence ; Par exemple, les cytokines libérées aident à maintenir la flexibilité synaptique et à réguler la sensibilité neuronale, et les récepteurs de type charge (TLR) renforcés favorisent la neurogenèse et la croissance des neurites. Dans tous les cas, l'activation forte des cellules gliales a conduit à une surexpression/dérégulation des cytokines, ce qui accélère la neurodégénérescence. La régulation commune ajustée de la protéine p53, un important suppresseur de tumeur, et de NF-κB, le principal contrôleur de l'aggravation,Il est urgent de passer des effets bénéfiques aux effets négatifs des réponses neuroinflammatoires dans la neurodégénérescence. La médiation corrective dans le pivot p53-NF-κB et l'ajustement du mouvement TLR sont des défis futurs pour s'adapter à la neurodégénérescence. Dans le système nerveux central (SNC), les processus dégénératifs sont représentés par des changements morphologiques, anatomiques et fonctionnels qui conduisent à une perte neuronale précoce, constante et dynamique. Les maladies neurodégénératives constantes sont caractérisées par des maladies congénitales, irrégulières et de mauvais repliement des protéines, qui sont généralement décrites également par la diminution des capacités intellectuelles, en particulier l'apprentissage et la mémoire. Il s'agit notamment de la maladie d'Alzheimer (MA) et d'autres démences, des encéphalopathies spongiformes transmissibles (EST), de la sclérose latérale amyotrophique (SLA), de la maladie de Parkinson (MP), de la maladie de Huntington (MH) et des maladies à prions. Les causes associées à la dégénérescence neuronale restent mal comprises. Les facteurs de risque les plus courants pour la plupart des maladies neurodégénératives sont les polymorphismes héréditaires et l'âge avancé. La théorie générale est que les protéines totales ou les graines (α-synucléine, bêta-amyloïde (Aβ), lipofuscine, protéine tau) déclenchent une série d'événements provoquant une neurodégénérescence et une apoptose neuronale [1–3]. Plusieurs autres facteurs peuvent être impliqués dans la pathogenèse des maladies neurodégénératives, notamment l'inflammation chronique, les facteurs vasculaires, le stress oxydatif et la diminution de l'accessibilité des facteurs trophiques dans le cerveau. Le contrôle du contrôle immuno-provocateur est l'un des processus pertinents associés à la pathogenèse des maladies neurodégénératives. Les réactions immunitaires intrinsèques et évolutives dans le cerveau sont étroitement contrôlées par la périphérie. L'activation sûre dans le SNC comprend toujours la microglie et les astrocytes, qui, dans les conditions non névrotiques, contribuent au contrôle de l'homéostasie du tissu cérébral. Les cellules endothéliales et les macrophages périvasculaires sont également essentiels à la traduction et à la propagation des signaux incendiaires dans le SNC [4]. Dans le SNC, la microglie examine constamment le microenvironnement en délivrant des facteurs qui affectent les astrocytes et les neurones voisins, en particulier en cas de maladie ou de lésion des cellules neuronales. Cela déclenche l'activation d'une réaction provocatrice qui entraîne en outre une réaction transitoire et auto-limitante à travers le système immunitaire et déclenche la réparation tissulaire. Dans des conditions obsessionnelles, lorsque les outils de recherche habituels échouent, il y a une initiation et une création irrégulières de composants enflammés, provoquant un état neuro-inflammatoire incessant et le mouvement des changements neurodégénératifs. Une neuro-inflammation interminable est observée aux stades généralement précoces de la maladie neurodégénérative.Les facteurs neurodégénératifs mentionnés influencent la capacité gliale par une suractivation de la microglie et des astrocytes, activant la production et libérant de nombreuses cytokines incendiaires et des espèces réceptives à l'oxygène et à l'azote (ROS, RNS). L'activation incessante de la microglie est liée à la dégradation des protéines, à la rupture des mitochondries et aux imperfections du véhicule axonal et à l'apoptose, qui affectent négativement la capacité neuronale et conduisent à la mort cellulaire. En outre, la neuroinflammation entraîne l'invasion subséquente de cellules insensibles de la périphérie vers le SNC via la barrière hémato-encéphalique (BHE), ce qui accélère la neuroinflammation et la neurodégénérescence [5]. Dans cette étude, nous prévoyons d'aborder le rôle de la microglie, des astrocytes et de la réponse immunitaire dans le SNC dans le développement de troubles neurodégénératifs. L'examen présentera les « deux manifestations » de la neuroinflammation, qui peuvent entraîner la restauration de l'homéostasie cérébrale ainsi que le déclenchement et/ou l'accélération des processus neurodégénératifs. Irritation, inflammation et neuroinflammation L'inflammation est une réaction organique complexe du corps aux dommages cellulaires et tissulaires causés par des substances chimiques (acides, bases solubles), physiques (rayonnements ionisants, champ magnétique, ondes ultrasonores) et naturelles (infections, micro-organismes, parasites, exotoxines et endotoxines) [6]. Le type et l'étendue de la réaction provoquante dépendent du type et de la force de l'inflammation. De plus, la résistance des tissus et des organes est également importante. La force de l'inflammation et le moment de son effet sur les tissus déterminent le type d'état provoquant, intense ou constant. L'inflammation peut être bénéfique en tant que réaction immunitaire intense et transitoire à des conditions destructrices, par exemple une lésion tissulaire ou un agent pathogène attaquant. Biographie Wieland Reichelt est assistant de projet au laboratoire Christian Doppler pour les méthodes mécanistiques et physiologiques pour l'amélioration des bioprocédés à l'Université technique de Vienne (VUT). Il a étudié la biochimie à l'Université Karl Franzens de Graz avant de faire sa thèse de maîtrise dans le domaine de la mort cellulaire programmée et du vieillissement. Après une année de recherche doctorale dans le domaine de la neurodégénérescence (Parkinson), il est passé au domaine de la technologie des bioprocédés à la VUT pour acquérir une compréhension approfondie des approches des processus de production de bioprocédés pharmaceutiques. Dans le cadre de son doctorat, il s'étend de la science appliquée à la science fondamentale en développant et en utilisant des stratégies de contrôle des bioprocédés physiologiques pour optimiser la productivité des bioprocédés industriels. L'objectif unificateur du projet est d'acquérir une connaissance mécaniste de la physiologie des bioprocédés afin de parvenir à une compréhension complète des bioprocédés et à des connaissances transférables sur les plateformes.et les imperfections du véhicule axonal et de l'apoptose, qui affectent négativement la capacité neuronale et conduisent à la mort cellulaire. En outre, la neuroinflammation entraîne l'invasion subséquente de cellules insensibles de la périphérie vers le SNC via la barrière hémato-encéphalique (BHE), ce qui accélère la neuroinflammation et la neurodégénérescence [5]. Dans cette étude, nous prévoyons d'aborder le rôle de la microglie, des astrocytes et de la réponse immunitaire dans le SNC dans le développement de maladies neurodégénératives. L'étude présentera les « deux manifestations » de la neuroinflammation, qui peuvent entraîner la restauration de l'homéostasie cérébrale ainsi que le déclenchement ou/et l'accélération de processus neurodégénératifs. Irritation, inflammation et neuroinflammation L'irritation est une réaction organique complexe du corps aux dommages cellulaires et tissulaires provoqués par des concoctions (acides, bases solubles), physiques (rayonnements ionisants, champ magnétique, ondes ultrasonores) et naturels (infections, micro-organismes, parasites, exotoxines et endotoxines) [6]. Le type et l'étendue de la réaction provocatrice dépendent du type et de la force de l'aggravation. De plus, la résistance des tissus et des organes est également importante. La force de l'aggravation et le moment de son effet sur les tissus déterminent le type d'état provocateur, intense ou constant. L'irritation peut être avantageuse en tant que réaction invulnérable intense et transitoire à des conditions destructrices, par exemple une lésion tissulaire ou un agent pathogène attaquant. Biographie Wieland Reichelt est assistant de projet au laboratoire Christian Doppler pour les méthodes mécanistiques et physiologiques pour l'amélioration des bioprocédés à l'Université technique de Vienne (VUT). Il a étudié la biochimie à l'université Karl Franzens de Graz avant de faire sa thèse de maîtrise dans le domaine de la mort cellulaire programmée et du vieillissement. Après une année de recherche doctorale dans le domaine de la neurodégénérescence (Parkinson), il s'est tourné vers le domaine de la technologie des bioprocédés à la VUT pour acquérir une compréhension approfondie des approches des processus de production de bioprocédés pharmaceutiques. Dans le cadre de son doctorat, il s'étend de la science appliquée à la science fondamentale en développant et en utilisant des stratégies de contrôle des bioprocédés physiologiques pour optimiser la productivité des bioprocédés industriels. L'objectif unificateur du projet est ainsi d'acquérir une connaissance mécaniste de la physiologie des bioprocédés afin de parvenir à une compréhension complète des bioprocédés et à des connaissances transférables sur les plateformes.et les imperfections du véhicule axonal et de l'apoptose, qui affectent négativement la capacité neuronale et conduisent à la mort cellulaire. En outre, la neuroinflammation entraîne l'invasion subséquente de cellules insensibles de la périphérie vers le SNC via la barrière hémato-encéphalique (BHE), ce qui accélère la neuroinflammation et la neurodégénérescence [5]. Dans cette étude, nous prévoyons d'aborder le rôle de la microglie, des astrocytes et de la réponse immunitaire dans le SNC dans le développement de maladies neurodégénératives. L'étude présentera les « deux manifestations » de la neuroinflammation, qui peuvent entraîner la restauration de l'homéostasie cérébrale ainsi que le déclenchement ou/et l'accélération de processus neurodégénératifs. Irritation, inflammation et neuroinflammation L'irritation est une réaction organique complexe du corps aux dommages cellulaires et tissulaires provoqués par des concoctions (acides, bases solubles), physiques (rayonnements ionisants, champ magnétique, ondes ultrasonores) et naturels (infections, micro-organismes, parasites, exotoxines et endotoxines) [6]. Le type et l'étendue de la réaction provocatrice dépendent du type et de la force de l'aggravation. De plus, la résistance des tissus et des organes est également importante. La force de l'aggravation et le moment de son effet sur les tissus déterminent le type d'état provocateur, intense ou constant. L'irritation peut être avantageuse en tant que réaction invulnérable intense et transitoire à des conditions destructrices, par exemple une lésion tissulaire ou un agent pathogène attaquant. Biographie Wieland Reichelt est assistant de projet au laboratoire Christian Doppler pour les méthodes mécanistiques et physiologiques pour l'amélioration des bioprocédés à l'Université technique de Vienne (VUT). Il a étudié la biochimie à l'université Karl Franzens de Graz avant de faire sa thèse de maîtrise dans le domaine de la mort cellulaire programmée et du vieillissement. Après une année de recherche doctorale dans le domaine de la neurodégénérescence (Parkinson), il s'est tourné vers le domaine de la technologie des bioprocédés à la VUT pour acquérir une compréhension approfondie des approches des processus de production de bioprocédés pharmaceutiques. Dans le cadre de son doctorat, il s'étend de la science appliquée à la science fondamentale en développant et en utilisant des stratégies de contrôle des bioprocédés physiologiques pour optimiser la productivité des bioprocédés industriels. L'objectif unificateur du projet est ainsi d'acquérir une connaissance mécaniste de la physiologie des bioprocédés afin de parvenir à une compréhension complète des bioprocédés et à des connaissances transférables sur les plateformes.L'irritation est une réaction organique complexe du corps aux dommages cellulaires et tissulaires causés par des substances chimiques (acides, bases solubles), physiques (rayonnements ionisants, champ magnétique, ondes ultrasonores) et organiques (infections, micro-organismes, parasites, exotoxines et endotoxines) [6]. Le type et l'étendue de la réaction provoquante dépendent du type et de la force de l'irritation. De plus, la résistance des tissus et des organes est également importante. La force de l'irritation et le moment de son effet sur les tissus déterminent le type d'état provoquant, intense ou constant. L'irritation peut être bénéfique en tant que réaction invulnérable intense et transitoire à des conditions destructrices, par exemple une lésion tissulaire ou un agent pathogène attaquant. Biographie Wieland Reichelt est assistant de projet au laboratoire Christian Doppler pour les méthodes mécanistiques et physiologiques pour l'amélioration des bioprocédés à l'Université technique de Vienne (VUT). Il a étudié la biochimie à l'Université Karl Franzens de Graz avant de faire sa thèse de maîtrise dans le domaine de la mort cellulaire programmée et du vieillissement. Après une année de recherche doctorale dans le domaine de la neurodégénérescence (Parkinson), il est passé au domaine de la technologie des bioprocédés à la VUT pour acquérir une compréhension approfondie des approches des processus de production de bioprocédés pharmaceutiques. Dans le cadre de son doctorat, il s'étend de la science appliquée à la science fondamentale en développant et en utilisant des stratégies de contrôle des bioprocédés physiologiques pour optimiser la productivité des bioprocédés industriels. L'objectif unificateur du projet est d'acquérir une connaissance mécaniste de la physiologie des bioprocédés afin de parvenir à une compréhension complète des bioprocédés et à des connaissances transférables sur les plateformes.L'irritation est une réaction organique complexe du corps aux dommages cellulaires et tissulaires causés par des substances chimiques (acides, bases solubles), physiques (rayonnements ionisants, champ magnétique, ondes ultrasonores) et organiques (infections, micro-organismes, parasites, exotoxines et endotoxines) [6]. Le type et l'étendue de la réaction provoquante dépendent du type et de la force de l'irritation. De plus, la résistance des tissus et des organes est également importante. La force de l'irritation et le moment de son effet sur les tissus déterminent le type d'état provoquant, intense ou constant. L'irritation peut être bénéfique en tant que réaction invulnérable intense et transitoire à des conditions destructrices, par exemple une lésion tissulaire ou un agent pathogène attaquant. Biographie Wieland Reichelt est assistant de projet au laboratoire Christian Doppler pour les méthodes mécanistiques et physiologiques pour l'amélioration des bioprocédés à l'Université technique de Vienne (VUT). Il a étudié la biochimie à l'Université Karl Franzens de Graz avant de faire sa thèse de maîtrise dans le domaine de la mort cellulaire programmée et du vieillissement. Après une année de recherche doctorale dans le domaine de la neurodégénérescence (Parkinson), il est passé au domaine de la technologie des bioprocédés à la VUT pour acquérir une compréhension approfondie des approches des processus de production de bioprocédés pharmaceutiques. Dans le cadre de son doctorat, il s'étend de la science appliquée à la science fondamentale en développant et en utilisant des stratégies de contrôle des bioprocédés physiologiques pour optimiser la productivité des bioprocédés industriels. L'objectif unificateur du projet est d'acquérir une connaissance mécaniste de la physiologie des bioprocédés afin de parvenir à une compréhension complète des bioprocédés et à des connaissances transférables sur les plateformes.Il a étudié la biochimie à l'université Karl Franzens de Graz avant de faire sa thèse de maîtrise dans le domaine de la mort cellulaire programmée et du vieillissement. Après une année de recherche doctorale dans le domaine de la neurodégénérescence (Parkinson), il s'est tourné vers le domaine de la technologie des bioprocédés à la VUT pour acquérir une compréhension approfondie des approches des processus de production de bioprocédés pharmaceutiques. Dans le cadre de son doctorat, il s'étend de la science appliquée à la science fondamentale en développant et en utilisant des stratégies de contrôle des bioprocédés physiologiques pour optimiser la productivité des bioprocédés industriels. L'objectif unificateur du projet est ainsi d'acquérir une connaissance mécaniste de la physiologie des bioprocédés afin de parvenir à une compréhension complète des bioprocédés et à des connaissances transférables sur les plateformes.Il a étudié la biochimie à l'université Karl Franzens de Graz avant de faire sa thèse de maîtrise dans le domaine de la mort cellulaire programmée et du vieillissement. Après une année de recherche doctorale dans le domaine de la neurodégénérescence (Parkinson), il s'est tourné vers le domaine de la technologie des bioprocédés à la VUT pour acquérir une compréhension approfondie des approches des processus de production de bioprocédés pharmaceutiques. Dans le cadre de son doctorat, il s'étend de la science appliquée à la science fondamentale en développant et en utilisant des stratégies de contrôle des bioprocédés physiologiques pour optimiser la productivité des bioprocédés industriels. L'objectif unificateur du projet est ainsi d'acquérir une connaissance mécaniste de la physiologie des bioprocédés afin de parvenir à une compréhension complète des bioprocédés et à des connaissances transférables sur les plateformes.wieland.reichelt@tuwien.ac.at