Bioprodukcja rozpoczyna się od przetwarzania wstępnego. To etap, na którym hoduje się komórki i wytwarza produkt. Komórki mogą pochodzić z bakterii, drożdży, owadów lub ssaków. Hoduje się je w bioreaktorach w kontrolowanych warunkach. Celem jest maksymalizacja gęstości komórek i wydajności produktu. Wszystko, co dzieje się dalej, zależy od tego, co się tutaj wydarzy.

Przetwarzanie wstępne składa się z kilku etapów. Rozwój linii komórkowej tworzy stabilną, wysokoproduktywną linię komórkową. Hodowla zarodkowa ekspanduje komórki z małej fiolki do objętości wystarczającej do bioreaktora produkcyjnego. Optymalizacja mediów zapewnia komórkom niezbędne składniki odżywcze. Parametry procesu, takie jak temperatura, pH, tlen rozpuszczony i strategia podawania, są kontrolowane w celu maksymalizacji wydajności. Bioreaktor produkcyjny może mieć pojemność od kilku do tysięcy litrów.

Wybór systemu ekspresji ma znaczenie. Bakterie są szybkie i tanie, ale nie potrafią przeprowadzać złożonych modyfikacji potranslacyjnych. Drożdże mogą modyfikować białka, ale nie w taki sam sposób jak komórki ludzkie. Komórki ssaków produkują prawidłowo złożone i zmodyfikowane białka, ale są powolne i drogie. Komórki owadów są wykorzystywane do produkcji niektórych szczepionek i białek. Wybór zależy od produktu.

Przetwarzanie wstępne to miejsce, gdzie biologia spotyka się z inżynierią. Niewielkie zmiany warunków mogą mieć duży wpływ na wydajność i jakość. To złożony, dynamiczny proces, który wymaga starannego monitorowania i kontroli.