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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
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
hicieron posible la expresión de proteínas humanas de
amplio valor farmacéutico como vacunas y anticuerpos
en plantas. Éstas son conocidas como PR.
Sin embargo, las plantas son un buen modelo gracias a sus bajos costos,
estabilidad de la proteína, tiempos de producción y obtención de PR
La tecnología del ADN recombinante
y la generación de organismos
genéticamente modificados
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).
producción de proteínas recombinantes
Para producir PR debe tener las siguientes características
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.
El gen debe clonarse
y caracterizarse.
El gen debe subclonarse en un vector
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
células de insectos
Bacterias
levaduras
cultivos celulares
Obtención de proteínas
recombinantes
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 un lado, fue posible modificar
el control de vías metabólicaspor 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)
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.
ventajas
Sistema Costo
Tiempo de
producciónCapacidad de producción a
gran escalaCalidad del producto Riesgos de contaminación
Bacterias Bajo Corto Alta Intermedia Endotoxinas
Levaduras Medio Medio Alta Intermedia Muy bajo
Células de
mamíferoAlto Largo Muy baja Muy buena Virus y priones
Animales
transgénicos Alto Muy largo Baja Muy buena Virus y priones
Plantas
transgénicasMuy bajo Largo Muy alta Buena Muy bajo
Comparación de los sistemas de producción de proteínas recombinantes.
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
ventajas
mayor velocidad
específica de
crecimientofácil manipulación
genética
no posee requerimientos costosos asociados
a medios de cultivo o equipamiento E. coli sigue siendo una plataforma ampliamente
usada para la producción de PR, ya que presenta
una serie de ventajas importantes. su genoma es conocido desde hace varios años, lo que
amplia considerablemente su manipulación genética.
existe una gran cantidad de conocimiento
acumulado sobre su fisiología y metabolismo.
se tienen varios vectores bien establecidos para la
producción de PR, puede crecer rápido en medios
muy simples, con altos niveles de producción
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
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
tabaco
arroz
soya
trigo
cebada
sistemas vegetales papa
zanahorialechugaalfalfa fríjol
lechuga
las principales plataformas
empleadas para la producción
de proteínas recombinantes
Esquema general para la generación de plantas transgénicas
Esquema general para la producción de una proteína
recombinante en plantas
Elección de la
proteína de
interés
Transformaci
ón genética
Diseño y desarrollo
del Constructo
genético
Extracción y
purificación del
Producto
recombinante
Selección de la
plataforma expresión
de la Proteína
Evaluación
clínica
Regeneración
de la planta
expresión de la
proteína de interés
Escalamiento y
mercadeo
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
Producción de proteínas
recombinantes en Bacillus
megateriumEl 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.
