بهینه سازی فرایند تخمیر نیمه پیوسته برای تولید آنتی بادی های مونوکلونال از سلول هیبریدوما با الگوریتم ژنتیک

هدف این پژوهش، بهینه سازی فرایند کشت نیمه پیوسته سلول های هیبریدوما برای تولید بیش ترین آنتی‌بادی مونوکلونال‌ به کمک الگوریتم ژنتیک در طول دوره‌ی کشت ده روز است. متغیرهای مستقل نرخ خوراک روزانه سوبسترات (گلوکز و گلوتامین) در دو حالت ثابت و متغیر  و تابع هدف میزان تولید مونوکلونال آنتی بادی است. به منظور مدل سازی فرایند کشت نیمه پیوسته هیبریدوما از یک مدل سینتیکی هفت مرحله ای  و برای حل دسته معادله های دیفرانسیل (معادله های حاکم) از روش رانگ گوتای مرتبه چهارم اصلاح یافته (ode45) در  محیط  نرم افزار  متلب استفاده شد. نتیجه های به دست آمده از پژوهش نشان می دهد  میزان مونوکلونال آنتی بادی تولیدی در حالت  نرخ خوراک ثابت و متغیر (دوره کشت ده روزه)  به ترتیب 233 و 314 میلی گرم است  به عبارتی  بهینه سازی خوراک در حالت متغیر  نسبت به حالت ثابت نرخ خوراک افزایشِ 34 درصدی در تولید فراورده را نشان می‌دهد. برای صحت سنجی مدل از  نتیجه های تجربی به دست آمده از پژوهش های ترمبلی و همکاران و در پژوهش دیگر نوسط میگوئل و همکاران استفاده شد. داده های به دست آمده نشان از تطابق خوبی ( با اختلاف 1.4 درصد)  با پژوهش ترمبلی  و به نسبت مناسب با پژوهش میگوئل (با اختلاف  13.2 %)  دارد.

Optimization of Monoclonal Antibody Production in FedBatch Fermentation Processes of Hybridoma Cells by Using Genetic Algorithm

In this study, the optimization of a semicontinuous culture of hybridoma cells have been investigated to maximize the production of monoclonal antibodies by using a genetic algorithm.  The culture time was ten days. The objective function was the monoclonal antibody production and the independent variables were daily feeding profiles of the substrate (glucose and glutamine). To achieve the optimal feeding strategy, a seventhorder kinetic model was used to model the hybridoma semicontinuous cultivation process. The governing differential equations have been solved using MATLAB software. The modeling results show that the optimal amount for monoclonal antibody production based on the uniform feeding profile of the substrate is 233 mg and based on the variable feeding profile of the substrate is 314 mg, which shows 34% improvement in monoclonal antibody production. In addition, the results of the model have a consistent agreement with the previous research by Trembli et al. and Miguel et al.