Pemodelan dan Optimasi Produksi Tocilizumab Rekombinan Dari Pichia pastoris Menggunakan Response Surface Methodology dan Artificial Neural Network

ABSTRAK
Studi ini telah menunjukkan optimalisasi media terdefinisi yang secara signifikan meningkatkan produksi antibodi monoklonal rekombinan (mAb) Tocilizumab (TCZ) sebagai fragmen Fab dan panjang penuh dari Pichia pastoris . Dari keempat media terdefinisi yang diuji, FM22 ditemukan cocok untuk pertumbuhan galur rekombinan dan hasil antibodi. Di antara berbagai sumber karbon dan nitrogen yang diuji, manitol dan glisin, masing-masing, ditemukan cocok untuk peningkatan produksi TCZ panjang penuh. Demikian pula, sorbitol dan amonium sulfat ditemukan sebagai sumber karbon dan nitrogen yang cocok, masing-masing, untuk peningkatan produksi Fab. Komponen media yang secara signifikan mempengaruhi produksi TCZ ditemukan sebagai manitol, glisin, histidin, dan K2SO4 dan sorbitol , amonium sulfat, KH2PO4 , dan CaSO4.2H2O untuk panjang penuh dan Fab, masing- masing , menggunakan desain faktorial Plackett-Burman dua tingkat . Komponen medium yang disaring dioptimalkan menggunakan metodologi permukaan respons (Desain Box-Behnken). Model jaringan saraf tiruan (ANN) yang dikombinasikan dengan algoritma genetika (GA) semakin meningkatkan prediksi dan menunjukkan dampak yang luar biasa pada produksi mAb dalam P. pastoris . Di bawah tingkat komponen medium yang optimal, TCZ dan Fab dengan panjang penuh ditetapkan menjadi 0,35 mg/L dan 0,42 g/L, masing-masing, dalam kultur labu goyang. Hasil TCZ dan Fab dengan panjang penuh dalam reaktor batch (kultur 2-L) ditemukan menjadi 0,44 mg/L dan 0,45 g/L, masing-masing, pada tingkat komponen medium yang optimal. Peningkatan hasil keseluruhan diamati menjadi 3,8 dan 2,9 kali lipat dari TCZ dan Fab dengan panjang penuh, masing-masing.