UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO Facultad de ciencias de la salud Carrera profesional de Farmacia y Bioquímica.

Transcripción

1 UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO Facultad de ciencias de la salud Carrera profesional de Farmacia y Bioquímica. Integrantes: De la Cruz Ramírez, Angélica Vásquez Dávila, Cleyser Montenegro cueva, Jhon Tema: Producción a Gran Escala de Proteínas Recombinantes Docente: Q.F. Yessica Bardales Valdivia

2 PRODUCCIÓN A GRAN ESCALA DE PROTEÍNAS RECOMBINANTES El desarrollo ingeniería genética a favorecido el avance de la industria biotecnológica aplicada a la sanidad humana y animal. La aplicación de las técnicas de ingeniería genética que permiten la manipulación del ADN, hemos sido capaces de producir PR La tecnología del ADN recombinante y la generación de organismos genéticamente modificados hicieron posible la expresión de proteínas humanas de amplio valor farmacéutico como vacunas y anticuerpos en plantas. Éstas son conocidas como PR. Las plantas pueden ser usadas como biorreactores para la producción de diversas proteínas. levaduras como Saccharomyces cerevisiae, microorganismos como Escherichia coli, algas, células y animales transgénicos (especialmente de insectos). Sin embargo, las plantas son un buen modelo gracias a sus bajos costos, estabilidad de la proteína, tiempos de producción y obtención de PR

3 producción de proteínas recombinantes Para producir PR debe tener las siguientes características El gen debe clonarse El gen debe subclonarse en un vector y caracterizarse. de expresión adecuado, para luego transferirse a las células donde se va a expresar. Las PR se pueden producir en una gran variedad de sistemas biológicos Para que la proteína generada sea terapéuticamente útil, la proteína debe retener su funcionalidad biológica y deben existir pruebas para comprobar la funcionalidad y biocompatibilidad del producto. Bacterias cultivos celulares levaduras células de insectos

4 Obtención de proteínas recombinantes Por un lado, fue posible modificar el control de vías metabólicas Aunque muchos metabolitos se obtienen a partir de microorganismos no modificados por ingeniería genética, esta metodología permitió optimizar la eficiencia del proceso de producción y la calidad de los productos. por otro, permitió fabricar proteínas bajo la forma de proteínas recombinantes Permite obtener proteínas humanas, o de cualquier origen, en organismos fácilmente cultivables. Se obtienen grandes cantidades del producto, de una forma más fácil y sobre todo reproducible, en comparación con el obtenido de su fuente natural (caso de la insulina) ventajas Se obtienen productos libres de patógenos y otros riesgos potenciales. De esta manera se evita el contagio de enfermedades como el SIDA y la hepatitis B o C. Pueden producirse proteínas que no existen en la naturaleza, como los anticuerpos de cadena simple, útiles en el diagnóstico y tratamiento de algunas enfermedades.

5 Comparación de los sistemas de producción de proteínas recombinantes. Sistema Costo Tiempo de producción Capacidad de producción a gran escala Calidad del producto Riesgos de contaminación Bacterias Bajo Corto Alta Intermedia Endotoxinas Levaduras Medio Medio Alta Intermedia Muy bajo Células de mamífero Alto Largo Muy baja Muy buena Virus y priones Animales transgénicos Alto Muy largo Baja Muy buena Virus y priones Plantas transgénicas Muy bajo Largo Muy alta Buena Muy bajo

6 Producción de proteínas recombinantes en escherichia coli. La bacteria Escherichia coli (E. coli) es ampliamente utilizada en la industria biotecnológica para la producción de PR Es un bacilo corto gramnegativo que se localiza en las heces fecales; habita en el conducto intestinal normal del hombre y de los animales mayor velocidad específica de crecimiento ventajas fácil manipulación genética E. coli sigue siendo una plataforma ampliamente usada para la producción de PR, ya que presenta una serie de ventajas importantes. no posee requerimientos costosos asociados a medios de cultivo o equipamiento su genoma es conocido desde hace varios años, lo que amplia considerablemente su manipulación genética. se tienen varios vectores bien establecidos para la producción de PR, puede crecer rápido en medios muy simples, con altos niveles de producción existe una gran cantidad de conocimiento acumulado sobre su fisiología y metabolismo.

7 Principales pasos involucrados en la producción de proteína recombinante. DISEÑO DEL VECTOR: -Número de copias - Promotor -Presión de selección SELECCIÓN DE LA CEPA PRODUCTORA: -Altos niveles de producción -Buen desempeño en el proceso -Modificada para facilitar la purificación SELECCIÓN DE LA CEPA PRODUCTORA: -Altos niveles de producción -Buen desempeño en el proceso -Modificada para facilitar la purificación PURIFICACIÓN: -Ruptura celular -Separación de proteínas bacterianas -Eliminación de endotoxinas

8 Plantas como fábricas de proteínas recombinantes humanas Durante siglos las plantas han proporcionado un sinnúmero de moléculas con aplicaciones médicas e industriales, partir de los 80, con la producción de las primeras plantas de tabaco transgénicas se forjaron los inicios de la tecnología del ADN recombinante dando vía a la producción en 1986 y 1989 de la hormona de crecimiento humana La eficiencia y la transformación en la disminución de la contaminación ambiental por flujo genético hacen que las plantas sean papa las principales plataformas empleadas para la producción de proteínas recombinantes sistemas vegetales tabaco arroz trigo soya cebada lechuga alfalfa fríjol lechuga zanahoria

9 Esquema general para la generación de plantas transgénicas

10 Esquema general para la producción de una proteína recombinante en plantas Elección de la proteína de interés Diseño y desarrollo del Constructo genético Selección de la plataforma expresión de la Proteína expresión de la proteína de interés Regeneración de la planta Transformaci ón genética Extracción purificación del Producto recombinante y Evaluación clínica Escalamiento y mercadeo

11 Algunos productos recombinantes derivados de plantas actualmente en fase clínica, comercial o experimental. PLANTA PRODUCTO RECOMBINANTE COMPAÑÍA/ESTADO Alazor Insulina SemBioSys Canadá Alfalfa Colágeno Medicago Inc. Arroz Hirudina (Anticoagulante) Applied Phytologies Inc. Arroz Lactoferrina Ventria USA Arroz Lisozima Humana Ventria USA Arroz Factor Intrínseco Humano HIF Cobento Biotech AS- Dinamarca Cebada DERMOkine e ISOkine (Factores de crecimiento) ORF Genetics Espinaca Proteínas de fusión, epítopes de rabia Thomas Jefferson University Maíz Hirudina (Anticoagulante) Epicyte Pharmaceutical Inc. Maíz Avidina (Proteína de la leche) ProdiGene Inc. Lechuga Antígeno de superficie Hepatitis B (HBsAg) Thomas Jefferson University Tabaco Colágeno Meristem Therapeutics Tabaco Inmunoglobulina G1 (IgG1) Epicyte Pharmaceutical Inc. Tabaco Antígeno Papiloma Virus Large Scale Biology USA Tabaco Terapia contra cáncer (DoxoRx) Planet Biotechnology USA Tabaco Anticuerpos contra Hepatitis B CIGB Cuba

12 Producción de proteínas recombinantes en Bacillus megaterium El uso de Bacillus megaterium como hospedero para la expresión de proteínas recombinantes es un hecho que ha ido aumentando en los últimos años se han utilizado hospederos bacterianos para la producción de proteínas recombinantes de una manera más económica. Por otra parte se han realizado estudios para la obtención de una penicilina G Acilasa recombinante (PGA), encontrando resultados en la producción de anticuerpos recombinantes utilizando Bacillus. megaterium.

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