Un bioréacteur produit un bouillon de culture riche en cellules, en nutriments et en produit recherché. Ce produit peut être une protéine, un anticorps ou une petite molécule. Il représente une infime fraction du volume total. Les étapes de traitement en aval permettent de l'isoler et de le purifier. C'est l'étape de la bioproduction qui transforme ce bouillon de culture en un produit utilisable.

Les étapes varient selon le produit, mais suivent une séquence générale. La récupération sépare les cellules du liquide, souvent par centrifugation ou filtration. La concentration réduit le volume. La purification utilise la chromatographie pour séparer le produit des impuretés. Le polissage élimine les contaminants à l'état de traces. La formulation stabilise le produit pour le stockage et la livraison. Chaque étape doit être validée pour garantir la constance du produit.

Le traitement en aval est coûteux. Il peut représenter de 60 à 80 % du coût total de fabrication. C'est également à ce stade que surviennent la plupart des défaillances. Une étape de purification efficace en laboratoire peut ne pas être applicable à grande échelle. Un tampon bon marché en petits volumes peut s'avérer prohibitif en grands volumes. Un produit stable pendant une semaine peut se dégrader en un mois.

L'objectif est d'obtenir pureté, rendement et reproductibilité. Un rendement élevé d'un produit impur est inutile. Un produit pur à faible rendement est trop coûteux. Le traitement en aval est un exercice d'équilibrage, et c'est là que les ingénieurs en bioprocédés font leurs preuves.