Dalla scoperta della Penicillina, avvenuta nel 1928 da parte di Alexander Fleming, la tecnologia di fermentazione è diventata fondamentale per la produzione industriale di numerosi prodotti farmaceutici, inizialmente antibiotici ma in seguito anche altri principi attivi utilizzati in diverse aree terapeutiche. Anche dopo l’avvento della “biotecnologia moderna”, basata sulla tecnica del DNA ricombinante, la “fermentazione classica” permane uno dei metodi principali per la produzione di starting material, intermedi avanzati e di API, a complemento della più diffusa sintesi chimica.

La presentazione ha lo scopo di dare una descrizione particolare dei componenti del processo di fermentazione industriale a partire dal microorganismo (ceppo produttore) fino all’isolamento ed alla purificazione del principio attivo (DSP), includendo ovviamente la fase di fermentazione vera e propria. In aggiunta, verranno trattate le principali tecniche utilizzate per la ricerca, lo sviluppo e l’ottimizzazione dei vari passaggi che compongono il processo di fermentazione, fornendo anche alcuni esempi applicativi.

L’applicazione industriale della tecnologia di fermentazione richiede particolari accorgimenti tecnici che verranno descritti nella parte relativa all’ingegneria dei fermentatori, alla prevenzione della contaminazione, allo scaling up ed al controllo delle varie fasi del processo.

La trattazione degli aspetti regolatori e di qualità si focalizzeranno sulla caratterizzazione del ceppo produttore e alle relative tecniche di mantenimento (MCB e WCB) e utilizzo nei processi industriali.

Una metodologia collaterale alla tecnologia della fermentazione riguarda il processo di biotrasformazione che consiste nella modifica stereo selettiva e regio specifica di alcuni substrati da parte di microorganismi. Questa tecnica è molto diffusa per la produzione di intermedi chiave utilizzati nell’industria farmaceutica.

Cenni verranno dati anche per quanto riguarda le procedure di sicurezza (Biosafety) e di contenimento da adottare per la manipolazione dei microorganismi e dei loro prodotti a livello industriale.

La presentazione è rivolta a tecnici e manager che operano nei settori R&D, Produzione, Ingegneria, Regolatorio e Qualità che desiderano avere una panoramica dei processi convolti nella produzione di principi attivi farmaceutici tramite fermentazione microbica. 
Il corso può essere di interesse sia a produttori di API sia a  produttori  di prodotti finiti che utilizzano API ottenuti da fermentazione.

Programma preliminare

INTRODUCTION

• History of Industrial Fermentation
• Microbial Fermentation
• Bioactive microbial metabolites
• Chemical diversity and complexity
• Pharmaceutical applications

PRODUCING STRAIN (Microorganism)

• Identification of microorganisms
• Strain isolation and purification
• Strain improvement
• Cell banks (strain maintenance)
• Regulatory considerations

FERMENTATION PROCESS

• Introduction to industrial fermentation
• Fermentation sequence
• Media defining - Seeding and fermentation conditions
• Fermentation development and improvement
• Prevention of contamination
• Fermentation monitoring and control
• Fermentation processes scale up
• Biotransformation
• Biosafety and containment

DOWNSTREAM PROCESS (DSP)

• DSP development and optimization
• Broth filtration and clarification
• Solvent extraction
• Chromatography
• Membrane technologies
• Precipitation - Crystallization
• Chemical derivatives of microbial products
• Economic aspects