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¿Existe alguna plataforma de tecnología de vectores comercial para impulsar la producción de proteínas recombinantes?

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Soy un novato en la industria biomédica. A nuestro equipo le gustaría buscar nueva tecnología de vectores para impulsar la producción de proteínas recombinantes. Es difícil buscar en Google una empresa que proporcione esos plásmidos.

¿Alguien sabe si existe alguno?

¡Gracias!


EL MERCADO DE TERAPÉUTICAS CON PROTEÍNAS & # 8211 Los avances tecnológicos estimulan el crecimiento del mercado de las terapias con proteínas

Con el advenimiento de la ingeniería genética y la tecnología del ADN recombinante, ahora es posible producir una amplia variedad de proteínas humanas. BCC Research descubrió que estas nuevas tecnologías han elevado el mercado de proteínas terapéuticas a nuevas alturas. La tecnología de ADN recombinante ha facilitado la fabricación de terapias proteicas y está reemplazando a los métodos naturales tradicionales de extracción. La creciente demanda de terapias recombinantes de alta calidad está motivando la investigación y el desarrollo de sistemas de fabricación basados ​​en células de mamíferos para mejorar los rendimientos de producción.

De hecho, las terapias proteicas se han convertido en un segmento importante de la industria de la salud y su número ha aumentado en los últimos años. Con sus muchas ventajas sobre los medicamentos de molécula pequeña, las terapias con proteínas forman un mercado prometedor, es menos probable que interfieran con los procesos biológicos normales y, a menudo, se toleran bien. Debido a su alta especificidad y baja inmunogenicidad, las terapias proteicas se utilizan ampliamente para tratar diversas enfermedades como el cáncer, la diabetes y la esclerosis múltiple.

En términos de ingresos, los anticuerpos monoclonales son el segmento de mercado más grande. La mayor incidencia de muchas enfermedades crónicas ha impulsado el uso de anticuerpos monoclonales. Sin embargo, este segmento se enfrenta a la competencia de la entrada de productos biológicos de seguimiento. Las vacunas son otro segmento de crecimiento en la industria biofarmacéutica. La mejora de las condiciones económicas, el aumento de la conciencia pública sobre la vacunación y los esfuerzos globales de los gobiernos para erradicar las infecciones virales y bacterianas son factores clave. Las tecnologías de fabricación mejoradas también han impulsado el mercado de las vacunas.

Las mejoras en tecnologías como la espectrometría de masas, los avances en genética molecular y el progreso en las tecnologías de producción son todos los impulsores clave del mercado terapéutico de proteínas. Además, los rápidos avances en las tecnologías médicas, la mejora del diagnóstico de enfermedades y la expansión de la atención médica en los mercados emergentes deberían tener un impacto positivo en el mercado. El vencimiento de las patentes y el aumento de la competencia también son influencias importantes.

El mercado mundial de fármacos proteínicos alcanzó los 174.700 millones de dólares en 2015. A una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) de 5 años del 7,3%, se prevé que alcance los 248.700 millones de dólares en 2020. Por región, Estados Unidos es el mercado más grande, valorado en casi $ 92 mil millones en 2015. Estados Unidos también es el país de más rápido crecimiento, y con una tasa compuesta anual de cinco años proyectada del 10.9%, los ingresos para esta región se pronostican en $ 154.1 mil millones para 2020. Europa, que alcanzó $ 42.2 mil millones en 2015, se espera que totalice $ 48,1 mil millones para 2020, lo que refleja una tasa compuesta anual de 5 años del 2,6%.

El mercado de fármacos proteínicos se analiza ampliamente según los siguientes tipos: hormonas peptídicas, anticuerpos monoclonales, citocinas, enzimas terapéuticas, factores sanguíneos, vacunas y antibióticos peptídicos.


Hormonas peptídicas
Las hormonas peptídicas incluyen hormonas de crecimiento humano, insulina, eritropoyetina y gonadotropinas. Los trastornos hormonales van en aumento debido al aumento de la obesidad y la disminución de la actividad física. La introducción de sistemas y dispositivos de administración para la conveniencia de los consumidores también ha impulsado el mercado de hormonas peptídicas. Se espera que el mercado de la insulina crezca en los próximos años debido al aumento de la población diabética. Y las gonadotropinas se utilizan para el tratamiento de los trastornos de infertilidad, que se espera que aumenten proporcionalmente a medida que aumenta la edad fértil.

El mercado de las hormonas peptídicas se divide principalmente en hormonas de crecimiento y eritropoyetina. Las hormonas de crecimiento humano han ganado importancia como agentes terapéuticos; sin embargo, ya se encuentran disponibles versiones genéricas de algunos productos. La anemia renal generalizada ha aumentado la demanda de eritropoyetina, lo que la convierte en un importante contribuyente al mercado de hormonas peptídicas. La darbepoyetina, una eritropoyetina de segunda generación, permite a los pacientes administrar dosis con menos frecuencia, por lo que la cuota de mercado de la darbepoyetina está aumentando.

El mercado mundial de hormonas peptídicas alcanzó los 30.400 millones de dólares a finales de 2015, reforzado por la aprobación de nuevos medicamentos. Una caída en el segmento de la eritropoyetina se debió en parte al aumento de la competencia; se espera que la introducción de biosimilares menos costosos empuje el mercado en una dirección descendente. El mercado de la hormona del crecimiento humano permaneció casi estancado en 2015 debido a la disponibilidad de medicamentos genéricos, no se espera que crezca mucho.

Vacunas
En términos de generación de ingresos, las vacunas son uno de los puntos más brillantes para los fabricantes. La creciente aceptación de las vacunas para adultos, la conciencia pública sobre la prevención de la gripe y la introducción de nuevas vacunas son factores clave de crecimiento. Varios programas gubernamentales y una mayor conciencia pública sobre enfermedades bacterianas como la meningitis, la difteria y la fiebre tifoidea han aumentado las tasas de vacunación en varios países. El mercado de las vacunas está impulsado por el crecimiento de la población y la necesidad de vacunas terapéuticas para la cirrosis, la enfermedad hepática y el cáncer primario de hígado.

El mercado de las vacunas se caracteriza por perspectivas de crecimiento moderadas, mayores inversiones de capital y mayores insumos en las actividades de investigación y desarrollo. Con tecnologías de fabricación novedosas (por ejemplo, el uso de huevos embrionados para vacunas contra la influenza), se reducen el tiempo y el costo necesarios para fabricar vacunas. La Organización Mundial de la Salud ha pronosticado que ampliar el acceso a las vacunas podría prevenir de 24,6 millones a 25,8 millones de muertes para finales de la década.

Se pronostica que el mercado general de vacunas crecerá bien debido a las innovaciones y descubrimientos de vacunas más nuevas contra enfermedades como la malaria. Las vacunas virales representan el segmento más grande, impulsado por la amplia propagación de enfermedades como la influenza y la hepatitis. El mercado de las vacunas virales se ha beneficiado de los programas gubernamentales de concienciación sobre enfermedades como la poliomielitis y el sarampión. Ha habido un crecimiento significativo en el mercado de vacunas bacterianas, por valor de $ 12,8 mil millones en 2015. Se espera que este segmento crezca continuamente a una tasa compuesta anual del 10,9% hasta 2020.

Enzimas Terapéuticas
Las enzimas terapéuticas se utilizan para tratar las deficiencias enzimáticas, que pueden provocar varios tipos de trastornos metabólicos y enzimáticos. Algunos trastornos enzimáticos requieren terapia de reemplazo enzimático, en la que la enzima específica que está inactiva o ausente en los individuos afectados se reemplaza por una molécula de enzima funcional que se aísla o produce en un laboratorio. La terapia con enzimas se usa para la fibrosis quística, la insuficiencia pancreática y ciertos cánceres.

El mercado mundial de enzimas terapéuticas se divide en enzimas lisosomales, enzimas pancreáticas y otras (principalmente enzimas trombolíticas). El aumento de las ventas de productos de marca impulsa principalmente el crecimiento del mercado general de enzimas. El mercado global de enzimas terapéuticas, dominado por el segmento lisosomal, alcanzó los $ 6.6 mil millones en 2015 y se espera que crezca a una tasa compuesta anual del 10,4% hasta 2020.

Anticuerpos monoclonicos
Los logros comerciales atribuidos a los anticuerpos monoclonales en los últimos años son incomparables con cualquier otra clase terapéutica. Las fuerzas impulsoras del mercado de anticuerpos monoclonales incluyen la creciente incidencia de cáncer, las ventajas específicas de los anticuerpos monoclonales como agentes terapéuticos, una mayor demanda para abordar las necesidades terapéuticas insatisfechas en inmunología y oncología y una menor competencia como resultado del acceso al espacio objetivo novedoso. Un modo de acción de amplio espectro es otra ventaja notable de los anticuerpos monoclonales, lo que los hace útiles en diversas enfermedades. Debido a su alta especificidad, los anticuerpos monoclonales se han vuelto muy importantes como terapias dirigidas.

El escenario del mercado de los anticuerpos monoclonales está cambiando debido al lanzamiento de biosimilares. Las patentes de la mayoría de los anticuerpos monoclonales expirarán antes de 2020. La primera molécula biosimilar, que es un biosimilar de infliximab, se unirá a otras ocho para 2020. Sin embargo, es posible que la serie de lanzamientos no sacuda inmediatamente el mercado de anticuerpos de marca. La compleja estructura de los anticuerpos monoclonales, un proceso de fabricación largo y complicado y los estrictos requisitos reglamentarios restringirán la entrada de una gran cantidad de biosimilares al mercado. Se prevé que el mercado de anticuerpos monoclonales humanos aumente a una tasa compuesta anual del 16,6% hasta 2020.

Citoquinas
El mercado de las citocinas se caracteriza en términos generales como factores estimulantes de colonias, interleucinas e interferones. Los factores decisivos para este mercado han sido el lanzamiento de terapias con citocinas contra la hepatitis B y C, así como las terapias con citocinas que estimulan la inmunidad. Estos últimos se utilizan durante y después de los trasplantes de órganos y para combatir infecciones durante la quimioterapia. El mercado mundial de citocinas está creciendo moderadamente. El creciente número de pacientes con hepatitis y el aumento de precios de los interferones terapéuticos son las fuerzas impulsoras. La disponibilidad de biosimilares en Europa y otros países es un factor de restricción para el mercado de citocinas.

Los interferones lideraron el mercado de citocinas con $ 7,1 mil millones en 2015, seguidos por factores estimulantes de colonias de granulocitos. El segmento de interleucina experimentará el mayor crecimiento hasta 2020, impulsado por el envejecimiento de la población en todas las regiones y el consiguiente aumento de la incidencia de degeneración macular relacionada con la edad.

Factores de sangre
Los factores sanguíneos son un contribuyente importante a la industria terapéutica de proteínas. Se requiere un mayor uso de factores sanguíneos a medida que aumenta la incidencia de trastornos hemorrágicos. El envejecimiento de la población es otro factor de crecimiento porque las personas mayores son propensas a desarrollar enfermedades con mayor demanda de hemoderivados.

El mercado de factores sanguíneos se divide principalmente en factores de coagulación (el segmento predominante) e inmunoglobulinas. Las versiones recombinantes de varios factores de coagulación son los principales impulsores del crecimiento de este segmento. El mercado mundial de inmunoglobulinas también está creciendo bien, debido a la demanda continua de tratamientos con inmunoglobulinas, así como a la aprobación de productos de inmunoglobulina intravenosa existentes para nuevas indicaciones.

El mercado de factores sanguíneos está dominado por las ventas de factores de coagulación, que alcanzaron los $ 10.5 mil millones en 2015 y probablemente aumentarán durante los próximos años. Los productos derivados de la tecnología recombinante están menos contaminados que los derivados del proceso de extracción natural y, por lo tanto, son más aceptables para los fabricantes y consumidores. Los factores que impulsan el mercado de las inmunoglobulinas incluyen las ventas de productos existentes, el aumento de los diagnósticos y el aumento del tratamiento profiláctico de las enfermedades inmunitarias.

Antibióticos peptídicos
Los antibióticos peptídicos (que incluyen ciclosporina, vancomicina, bacitracina y otros) son moléculas relativamente pequeñas. Actúan de forma rápida y letal contra un amplio espectro de patógenos y escapan a muchos de los mecanismos de resistencia a los fármacos. Los avances recientes en las técnicas de preservación y obtención de órganos han contribuido a un número creciente de trasplantes de órganos y al desarrollo de nuevos antibióticos peptídicos.

En 2015, la ciclosporina fue el segmento más fuerte del mercado de antibióticos peptídicos, con un valor de casi $ 1.9 mil millones. La aparición de bacterias resistentes a los antibióticos ha provocado una disminución en el uso de la vancomicina, que se enfrenta a la disponibilidad de opciones de tratamiento nuevas o alternativas para las infecciones vasivas por Staphylococcus aureus resistentes a la meticilina. El mercado de los antibióticos peptídicos también se ha visto afectado negativamente por la aparición de los genéricos. Sin embargo, se espera que este mercado se recupere como resultado de las nuevas aprobaciones en los últimos años y aumente hasta 2020.

FACTORES QUE AFECTAN AL MERCADO TERAPÉUTICO DE PROTEÍNA

Se espera que el aumento de la población que envejece y las enfermedades asociadas a la edad concomitantes conduzcan inevitablemente al crecimiento del mercado terapéutico de proteínas. Las afecciones crónicas como la diabetes, el cáncer, los trastornos autoinmunitarios y las enfermedades cardiovasculares son cada vez más frecuentes. Según la Organización Mundial de la Salud, las enfermedades crónicas se convertirán en la séptima causa principal de muerte en todo el mundo para el año 2030. En virtud de su mayor eficacia y menos efectos adversos, las terapias proteicas son útiles en el tratamiento de tales enfermedades. Por tanto, el aumento de personas que padecen estas enfermedades ha provocado un crecimiento en el mercado terapéutico de proteínas.

Los avances en las tecnologías de fabricación son otro factor importante en la industria terapéutica de proteínas. Tradicionalmente, las proteínas se extraían de recursos humanos o biológicos. Por ejemplo, las vacunas se elaboraron utilizando cultivos de huevos. Sin embargo, con el advenimiento de la tecnología del ADN recombinante, los fabricantes ahora pueden producir grandes cantidades de vacunas utilizando organismos modificados genéticamente. Los productos sanguíneos se extrajeron inicialmente del plasma humano, sin embargo, ahora se fabrican utilizando tecnología de ADN, ya sea en sistemas de expresión bacteriana o en sistemas de cultivo de células de mamíferos. Es probable que el crecimiento del mercado de las proteínas terapéuticas refleje estos avances en las tecnologías de fabricación.

El alto costo de las terapias proteicas es un gran desafío. Los altos precios de los productos dan como resultado la falta de disponibilidad de ciertas terapias que son requeridas por los pacientes para una recuperación rápida y efectiva. Al mismo tiempo, los precios están controlados por la ley en muchos países. Las agencias gubernamentales regulan los precios a través de su control de las organizaciones nacionales de salud, que pueden asumir una gran parte del costo del suministro de medicamentos a los consumidores. Los gobiernos europeos están adoptando estrategias de precios agresivas para ejercer presión a la baja sobre los costos de los medicamentos. Las reformas sanitarias en países como Francia, España y Alemania han controlado los precios y han autorizado los genéricos. En los Estados Unidos, no existen controles gubernamentales de precios sobre las compras del sector privado, pero la ley federal requiere que los fabricantes paguen reembolsos en ciertos medicamentos para ser elegibles para el reembolso en virtud de varios programas de atención médica estatales y federales.

Las industrias de la salud y la medicina están muy reguladas. Las leyes y reglamentaciones regionales o específicas de cada país son determinantes importantes para determinar si un producto se puede desarrollar y aprobar con éxito. La evaluación de la relación beneficio-riesgo sigue siendo una consideración principal en la aprobación de nuevos medicamentos, y las autoridades reguladoras se están enfocando cada vez más en la seguridad de los medicamentos durante la fase posterior a la aprobación. Cada país rige sus propias leyes de regulación, lo que dificulta que los fabricantes cumplan con los requisitos de cada uno. Por lo tanto, las presiones regulatorias crean un desafío en el mercado de terapias proteicas.

Finalmente, la disponibilidad de biosimilares en Europa y otros países es un factor restrictivo para el mercado de la terapéutica proteica. Muchos medicamentos de mayor venta se acercan a la expiración de la patente, allanando el camino para los biosimilares. En marzo de 2015, la FDA de EE. UU. Aprobó el primer biosimilar en los Estados Unidos, Zarxio, para filgrastim. Por lo tanto, se espera que el escenario del mercado norteamericano cambie con la aparición de biosimilares.

Este artículo se basa en el siguiente informe de análisis de mercado publicado por BCC Research: Global Markets and Manufacturing Technologies for Protein Drugs (BIO021E) por Shalini Shahani Dewan. Para obtener más información, visite www.bccresearch.com.

Para ver este número y todos los números anteriores en línea, visite www.drug-dev.com.

Shalini S. Dewan obtuvo su Maestría en Química Farmacéutica y tiene más de 14 años de experiencia en la industria. Recibió una medalla de oro del Primer Ministro de la India por su trabajo y ha trabajado con las principales empresas de la India y los EE. UU. Algunos de sus otros informes para BCC Research incluyen: Mercados y tecnologías globales para sistemas avanzados de administración de fármacos, Fármacos ortopédicos, implantes y dispositivos y Mercados globales de reactivos para cromatografía.

Laurie L. Sullivan, ELS, es un escritor y editor con sede en Boston con 20 años de experiencia en comunicaciones médicas. Está certificada por la Junta de Editores en Ciencias de la Vida. Colabora con regularidad en el blog BCC Research que se centra en las ciencias biológicas.


Abstracto

Imagine un mundo en el que cualquier proteína, ya sea de origen natural o diseñada por el hombre, pueda producirse de forma segura, económica y en cantidades casi ilimitadas utilizando solo nutrientes simples, agua y luz solar. Esto podría convertirse algún día en realidad a medida que aprendamos a aprovechar el poder de las plantas para la producción de proteínas recombinantes a escala agrícola. El cultivo molecular en plantas ya ha demostrado ser una forma exitosa de producir una variedad de proteínas técnicas. Las primeras proteínas farmacéuticas recombinantes derivadas de plantas se están acercando ahora a la aprobación comercial, y se espera que sigan muchas más.


Primera pregunta: ¿Qué organismo utilizar?

La elección de la célula huésped cuya maquinaria de síntesis de proteínas producirá la preciosa proteína iniciará el esquema de todo el proceso. Define la tecnología necesaria para el proyecto, ya sea una variedad de herramientas moleculares, equipos o reactivos. Entre los microorganismos, los sistemas hospedadores que están disponibles incluyen bacterias, levaduras, hongos filamentosos y algas unicelulares. Todos tienen fortalezas y debilidades y su elección puede estar sujeta a la proteína de interés (Demain y Vaishnav, 2009 Adrio y Demain, 2010). Por ejemplo, si se necesitan modificaciones postraduccionales eucariotas (como la glicosilación de proteínas), un sistema de expresión procariota puede no ser adecuado (Sahdev et al., 2008). En esta revisión, nos centraremos específicamente en Escherichia coli. Otros sistemas se describen con excelente detalle en los artículos adjuntos de esta serie.

Las ventajas de usar E. coli como organismo huésped son bien conocidos. (i) Tiene una cinética de crecimiento rápido incomparable. En medio de sales de glucosa y dadas las condiciones ambientales óptimas, su tiempo de duplicación es de unos 20 min (Sezonov et al., 2007). Esto significa que un cultivo inoculado con una dilución 1/100 de un cultivo iniciador saturado puede alcanzar la fase estacionaria en unas pocas horas. Sin embargo, cabe señalar que la expresión de una proteína recombinante puede impartir una carga metabólica al microorganismo, provocando una disminución considerable del tiempo de generación (Bentley et al., 1990). (ii) Se consiguen fácilmente cultivos de alta densidad celular. El límite de densidad teórico de un E. coli Se estima que el cultivo líquido es de aproximadamente 200 g de peso de células secas / lo aproximadamente 1 & # x000D7 10 13 bacterias viables / ml (Lee, 1996 Shiloach y Fass, 2005). Sin embargo, el crecimiento exponencial en medios complejos conduce a densidades que no se acercan a ese número. En la configuración de laboratorio más simple (es decir, cultivo por lotes de E. coli a 37 & # x000B0C, usando medio LB), & # x0003C1 & # x000D7 10 10 células / ml puede ser el límite superior (Sezonov et al., 2007), que es menos del 0,1% del límite teórico. Por esta razón, se diseñaron métodos de cultivo de alta densidad celular para potenciar E. coli crecimiento, incluso cuando se produce una proteína recombinante (Choi et al., 2006). Al ser un organismo caballo de batalla, estas estrategias surgieron gracias a la riqueza de conocimientos sobre su fisiología. (iii) Se pueden fabricar medios complejos ricos a partir de componentes económicos y fácilmente disponibles. (iv) La transformación con ADN exógeno es rápida y fácil. Transformación de plásmido de E. coli se puede realizar en tan solo 5 minutos (Pope y Kent, 1996).


2. MATERIALES Y MÉTODOS

2.1 Simulación de procesos

El proceso de purificación y producción de AMP basado en plantas se modeló utilizando SuperPro Designer® Versión 10 (Intelligen, Inc., Scotch Plains, New Jersey http://www.intelligen.com), una herramienta de modelado por computadora capaz de dimensionar equipos, material de rendimiento y balances energéticos, elaboración de diagramas de flujo, programación de operaciones y desbloqueo de cuellos de botella. Los modelos de unidades integradas de SuperPro Designer® incluyen un conjunto de operaciones de unidades de fabricación (& gt140) que se pueden configurar para representar un diagrama de flujo del proceso de fabricación para las industrias biotecnológica, farmacéutica y alimentaria. El software utiliza estos flujos de proceso y operaciones unitarias para luego generar informes económicos y de proceso, incluidos los gastos operativos anuales (OPEX) y los gastos de capital (CAPEX). Toda la moneda se cotiza en USD.

El flujo del proceso de fabricación (por ejemplo, operaciones unitarias, materiales, parámetros del proceso) se desarrolló utilizando el conocimiento del proceso de trabajo, datos no publicados a escala de laboratorio, piloto y comercial, y datos publicados en la literatura. Se utilizaron modelos de diseño de equipo SuperPro Designer® integrados para dimensionar el equipo.

2.2 Selección de anfitrión

Nicotiana benthamiana se utiliza como organismo hospedador de la planta en el escenario del caso base. Nicotiana benthamiana se utiliza ampliamente para aplicaciones de cultivo molecular de plantas de interior en función de su rápido crecimiento, manejabilidad genética, susceptibilidad a la transformación de agrobacterias y altos niveles de expresión de proteínas recombinantes. 29-31 La especie se utiliza en la producción a escala comercial de terapias y vacunas por empresas como Kentucky BioProcessing Inc. (Owensboro, Kentucky), 32 Medicago Inc. (Québec, Quebec, Canadá), 33 e iBio CMO (Bryan, Texas ). 34

La instalación modelada está diseñada para acomodar un proceso previamente reportado usando transgénicos N. benthamiana con un vector viral doble inducible, desarrollado por Icon Genetics GmbH (Halle / Saale, Alemania). Los resultados publicados demuestran una expresión de fondo mínima de la proteína recombinante hasta que la inducción de replicones de ARN viral deconstruidos a partir de proreplicones de ADN estables se activa con etanol al 1-20% (v / v) aplicado en forma de aerosol sobre las hojas y / o empapando las raíces. para alcanzar niveles de expresión tan altos como 4,3 g / kg FW vegetal. 35 Aunque el más común AgrobacteriumLa plataforma de producción de expresión transitoria mediada por la vía oral permite la producción rápida de moléculas diana recombinantes, 36 este sistema transgénico evita la necesidad de gastos adicionales asociados con Agrobacterium tumefaciens preparación, infiltración al vacío y eliminación de endotoxinas introducidas por agrobacterias. 37

2.3 Diseño de instalaciones

La instalación de fabricación simulada se compone de dos modelos de proceso / diagramas de flujo separados: (1) el procesamiento ascendente modela el crecimiento de la planta, la inducción de etanol y la generación de producto, que alimenta (2) el modelo de procesamiento descendente para la purificación del producto del proceso e impurezas del producto para cumplir con la especificación de ayuda al procesamiento de alimentos. El aseguramiento de la calidad (QA), el control de calidad (QC) y los costos de laboratorio asociados con las buenas prácticas agrícolas y de recolección (GACP) para el procesamiento inicial y las buenas prácticas de fabricación actuales (cGMP) de la industria alimentaria de la FDA para el procesamiento posterior se incluyen en el diseño. El equipo, los materiales de construcción y los precios también se basan en los estándares cGMP de alimentos. 38 Se seleccionó la ubicación de las operaciones de cultivo molecular de plantas a escala comercial de Kentucky BioProcessing Inc. (Owensboro, Kentucky) como base para los costos que dependen de la ubicación. Los costos que dependen de la ubicación (por ejemplo, electricidad y agua municipal) se basan en valores obtenidos de las tablas de precios municipales de Owensboro, Kentucky, disponibles al público (https://omu.org/). Se supone que la instalación de fabricación simulada es una instalación de biofabricación de un solo producto totalmente nueva que está operativa las 24 horas del día y los 7 días de la semana con un tiempo de funcionamiento anual del 90% o 329 días al año.

Los análisis de mercado independientes proyectan un nivel de producción de instalaciones de caso base razonable de 500 kg AMP por año para aplicaciones de interés de seguridad alimentaria (datos no publicados). Para satisfacer esta demanda, la instalación propuesta emplea etapas de cultivo de plantas de interior apiladas verticalmente de tres capas diseñadas para el crecimiento de plantas hospedantes hidropónicas en un sustrato sin suelo para sostener la planta y sus raíces. Las etapas de cultivo están equipadas con un sistema de iluminación de diodos emisores de luz (LED) y un suministro de agua hidropónica de flujo y reflujo recirculante. El crecimiento de la planta en la etapa de cultivo se divide en una serie de bandejas que avanzan unidireccionalmente a través de la sala de cultivo de plantas hacia los recolectores de plantas automatizados y el procesamiento posterior. Las bandas automatizadas transportan el tejido vegetal cosechado al desintegrador de doble pila y al procesamiento posterior.

En las Tablas S1-S4 se presenta una compilación de entradas de parámetros de proceso e instalación o en el propio modelo de caso base, que está disponible públicamente en http://mcdonald-nandi.ech.ucdavis.edu/tools/techno-economics/.

2.4 Procesamiento ascendente

El diagrama de flujo del modelo de procesamiento ascendente se muestra gráficamente en la Figura 1. Transgénico N. benthamiana Las semillas consumidas en el procesamiento inicial se generan internamente a partir de bancos de semillas de trabajo validados, que a su vez se generaron a partir de bancos de semillas maestros validados. Las pruebas de liberación del banco de semillas incluyen una eficiencia de germinación & gt95%, confirmación de la cinética de crecimiento y pruebas virales. Se excluyen los gastos de capital relacionados con la generación de semillas, pero los costos asociados de producción de semillas se incluyen en la estimación de $ 9,50 / g de semilla (1 g de semilla se aproxima a 9.500 semillas).

Las semillas se colocan en un sustrato vegetal sin suelo a una densidad de 94 N. benthamiana semillas por bandeja de 30 × 50 cm. Las plántulas se cultivan hidropónicamente durante la fase de crecimiento de la planta para alcanzar la madurez de fabricación a los 35 días. La solución nutritiva para el crecimiento de las plantas se recircula con un mínimo de desperdicio y se monitorea y ajusta de manera rutinaria para lograr una calidad constante basada en el pH y la conductividad. En la madurez de fabricación, las plantas se transfieren a un espacio de inducción, completo con un depósito hidropónico separado, cortinas para cerramiento temporal y brazos de rociado de doble riel. La expresión recombinante de AMP se induce en el transcurso de 1 hora mediante el empapado de raíces y la pulverización aérea de tejido con 0,01 l combinados de etanol al 4% (v / v) por kg de tejido vegetal FW. A continuación, las plantas pasan a la fase de incubación. Las plantas posteriores a la inducción expresan AMP recombinante, por lo que la solución nutritiva se hace circular a través de un tanque de alimentación y un depósito hidropónico separados. La solución nutritiva en la fase de incubación puede contener trazas de etanol, que pueden iniciar prematuramente la producción de AMP y afectar la cinética de crecimiento de las plantas. AMP se acumula en el N. benthamiana tejido en el transcurso de 6 días. La solución de nutrientes en la fase de incubación no se recircula entre lotes, sino que se envía a los desechos biológicos, lo que equivale a una absorción total de la solución de nutrientes por parte de la planta del 23%. La solución de nutrientes gastada en la fase de incubación se trata como residuo biológico para tratar las trazas del vector de expresión viral que pueden estar presentes en la solución.

2.5 Procesamiento posterior

El diagrama de flujo del modelo de procesamiento posterior se muestra gráficamente en la Figura 2. El procesamiento posterior comienza con la cosecha de la planta. Esto comienza con la recolección automática de cosechadoras N. benthamiana tejido vegetal. El sustrato de la planta sin suelo gastado se envía a la basura junto con el resto N. benthamiana matriz de raíces. Los costos de eliminación para este paso se consideran insignificantes y no se calculan explícitamente en el modelo. Hay varias rutas posibles para la eliminación del sustrato de crecimiento de las plantas, como el compostaje en el sitio, su uso como mantillo en el paisaje de las instalaciones, la recolección por parte de los agricultores para esparcirlo en tierras agrícolas y, como último recurso, enviarlo a un vertedero. Puede ser posible, y más rentable, esterilizar y reutilizar los medios de crecimiento, pero esto no se consideró en el modelo. Las bandejas recolectadas se limpian en una lavadora automática con 0,1 L de agua por bandeja. El tejido vegetal cosechado se transporta a través de cintas automáticas a la extracción, que comienza con un desintegrador de doble pila para reducir el tamaño de las partículas de la biomasa vegetal. El tejido desintegrado se envía luego a una prensa de tornillo con una relación de extracción de 0,5 (v / p) tampón de extracción: planta FW para extracción ácida. El tampón de extracción y las condiciones para una eficiencia N. benthamiana Se ha informado de extracción. 39 Todas las composiciones de tampones se pueden ver en la Tabla S5. Un protocolo de purificación de AMP elaborado por plantas utiliza una extracción ácida similar para eliminar N. benthamiana proteínas del huésped. 11

El extracto de la planta se clarifica mediante microfiltración de flujo tangencial. A continuación, la corriente clarificada se ultrafiltra con filtración de flujo tangencial adicional usando un límite de peso molecular de 10 kDa hasta un factor de concentración de 20.

El AMP en la corriente de retenido se purifica luego con cromatografía en columna de intercambio catiónico en un modo de operación de unión y elución. El AMP se eluye isocráticamente en tampón de elución (dihidrofosfato de sodio 50 mM, NaCl 1 M). La corriente purificada se somete a un procedimiento de filtración de flujo tangencial final para el intercambio de tampón en solución salina tamponada con fosfato (PBS) con un factor de diafiltración de 3 (es decir, volumen de tampón de diafiltrado / volumen de solución). La formulación purificada se seca por aspersión y se llena en bolsas de plástico de 1 L para obtener el AMP a granel final.

Toda el agua de procesamiento aguas abajo en contacto directo con la corriente de producto es agua de ósmosis inversa (RO). Todo el equipo, desde la extracción hasta la formulación, se desinfecta después del procesamiento con un procedimiento de limpieza en el lugar (CIP) que consiste en un enjuague previo con agua municipal, lavado cáustico con NaOH 0,5 M, enjuague posterior con agua municipal, lavado ácido con 0,5% (p / p) HNO3y un enjuague final con agua RO. Los tanques de almacenamiento se desinfectan adicionalmente mediante un preprocesamiento con vapor en el lugar (SIP).

2.6 Análisis de escenarios

Los resultados del escenario de caso base se utilizaron para identificar parámetros con un impacto significativo en la economía del proceso. Enfocamos el análisis de escenarios en dos clases diferentes de parámetros: parámetros de desempeño de las instalaciones y costos de compra de recursos. Los parámetros de desempeño de la instalación se definen como entradas que impactan directamente en las salidas físicas del modelo. Los parámetros de rendimiento típicos de las instalaciones de biotecnología incluyen el nivel de expresión del organismo huésped, la recuperación de la operación de la unidad y el nivel de producción anual. Elegimos investigar el nivel de expresión y el nivel de producción anual. Para analizar el impacto de los parámetros de rendimiento de la instalación, establecemos un rango de parámetros basado en el conocimiento del proceso de trabajo y luego desarrollamos un modelo (correspondiente a una instalación rediseñada) derivado del escenario del caso base para cada incremento de parámetro dentro del rango. Los cambios en los parámetros de rendimiento de la instalación dan como resultado una cascada de cambios en las entradas y salidas del modelo, cada modelo se adapta a la composición de la corriente resultante y al rendimiento del valor del parámetro dado, mientras se mantienen las restricciones de las entradas del proceso del escenario base fijo.

Los costos de compra de recursos se definen como insumos que controlan directamente el impacto económico de la utilización de recursos para los resultados del modelo. A los efectos de este análisis, los parámetros del precio de compra se incluyen en los elementos de coste dentro de OPEX.

2.7 Escenarios alternativos

Se desarrollaron escenarios alternativos de diseño de instalaciones como modelos comparativos para explorar más ampliamente el contexto de la economía del proceso del escenario del caso base. Los modelos de escenarios alternativos se diseñaron en consonancia con las entradas del escenario del caso base, a menos que se indique lo contrario, cada escenario alternativo se eligió para aislar el impacto de un supuesto clave del diseño de la instalación.

El primer escenario investiga un organismo hospedador de plantas de hojas transgénicas alternativo, la espinaca (Espinacia oleracea) cultivar Industra, para el escenario de caso base de crecimiento en interiores y expresión inducible por etanol. Algunas colicinas se han expresado con éxito en S. oleracea (espinacas) sin embargo, sus niveles de expresión fueron aproximadamente 10 veces más bajos que en N. benthamiana por lo que se necesita investigación adicional para aumentar los niveles de producción. 11, 14, 22 Varias salmocinas y lisinas pueden expresarse en niveles altos en la espinaca, lo que es comparable a los niveles de expresión en N. benthamiana. 17, 20 La principal distinción en este organismo hospedador vegetal alternativo es la falta de nicotina, el principal alcaloide en Nicotiana especies. En el escenario del caso base, se pone un énfasis significativo en el procesamiento posterior en la eliminación de la nicotina. Los diagramas de flujo del modelo de procesamiento ascendente y descendente se representan gráficamente en la Figura 1 y la Figura 2. En la Tabla S4 se puede observar una lista completa de los cambios en las entradas del escenario del caso base.

El segundo escenario investiga el etanol transgénico cultivado al aire libre inducible Nicotiana tabacum como alternativa a una instalación de crecimiento de plantas de interior. Large Scale Biology Corporation investigado previamente N. tabacum La producción de proteínas recombinantes cultivadas en el campo al aire libre y el personal involucrado en ese trabajo recomendaron seguir este enfoque agronómico, con especial consideración de la variabilidad de las condiciones del campo en la consistencia del producto. 40 N. tabacum se usa en lugar de N. benthamiana por su mayor resistencia a los patógenos agrícolas y las fluctuaciones climáticas. 40 El modelo de procesamiento aguas arriba está adaptado de un análisis tecnoeconómico de celulasa vegetal producida en el campo. 26 Los diagramas de flujo del modelo de procesamiento ascendente y descendente se representan gráficamente en la Información complementaria, Figura S1 y Figura S2. En la Tabla S6 se puede ver una lista completa de cambios en los supuestos del escenario del caso base.


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Descripción general de la expresión de proteínas

Las proteínas se sintetizan y regulan según la necesidad funcional de la célula. Los planos de las proteínas se almacenan en el ADN y se decodifican mediante procesos transcripcionales altamente regulados para producir ARN mensajero (ARNm). El mensaje codificado por un ARNm se traduce luego en una proteína. La transcripción es la transferencia de información del ADN al ARNm y la traducción es la síntesis de una proteína basada en una secuencia especificada por el ARNm.

Diagrama simple de transcripción y traducción. Esto describe el flujo general de información desde la secuencia de pares de bases de ADN (gen) a la secuencia de polipéptidos de aminoácidos (proteína).

En los procariotas, el proceso de transcripción y traducción ocurren simultáneamente. La traducción de ARNm comienza incluso antes de que se sintetice completamente una transcripción de ARNm maduro. Esta transcripción y traducción simultáneas de un gen se denomina transcripción y traducción acopladas. En eucariotas, los procesos están separados espacialmente y ocurren secuencialmente con la transcripción en el núcleo y la traducción, o síntesis de proteínas, en el citoplasma.

Comparación de transcripción y traducción en procariotas frente a eucariotas.

Este manual de 118 páginas proporciona información completa sobre la expresión de proteínas y lo ayudará a elegir el sistema de expresión y las tecnologías de purificación adecuados para su aplicación y necesidades específicas. Obtenga consejos y trucos al comenzar un experimento y encuentre respuestas a los problemas cotidianos relacionados con la expresión de proteínas.

La transcripción se produce en tres pasos tanto en procariotas como en eucariotas: iniciación, alargamiento y terminación. La transcripción comienza cuando el ADN bicatenario se desenrolla para permitir la unión de la ARN polimerasa. Una vez que se inicia la transcripción, la ARN polimerasa se libera del ADN. La transcripción está regulada a varios niveles por activadores y represores y también por la estructura de la cromatina en eucariotas. En los procariotas, no se requiere ninguna modificación especial del ARNm y la traducción del mensaje comienza incluso antes de que se complete la transcripción. En eucariotas, sin embargo, el ARNm se procesa más para eliminar los intrones (empalme), se agrega una tapa en el extremo 5 'y múltiples adeninas en el extremo 3' del ARNm para generar una cola poliA. Luego, el ARNm modificado se exporta al citoplasma donde se traduce.

La traducción o síntesis de proteínas es un proceso de varios pasos que requiere macromoléculas como ribosomas, ARN de transferencia (ARNt), ARNm y factores proteicos, así como moléculas pequeñas como aminoácidos, ATP, GTP y otros cofactores. Hay factores proteicos específicos para cada paso de la traducción (consulte la tabla a continuación). El proceso general es similar tanto en procariotas como en eucariotas, aunque existen diferencias particulares.

Durante la iniciación, la pequeña subunidad del ribosoma unido al iniciador t-RNA escanea el mRNA comenzando en el extremo 5 'para identificar y unirse al codón de iniciación (AUG). La subunidad grande del ribosoma se une a la subunidad ribosómica pequeña para generar el complejo de iniciación en el codón de iniciación. Los factores proteicos, así como las secuencias en el ARNm, están involucrados en el reconocimiento del codón de iniciación y la formación del complejo de iniciación. Durante el alargamiento, los ARNt se unen a sus aminoácidos designados (conocidos como carga de ARNt) y los transportan al ribosoma donde se polimerizan para formar un péptido. La secuencia de aminoácidos añadidos al péptido en crecimiento depende de la secuencia de ARNm del transcrito. Finalmente, el polipéptido naciente se libera en el paso de terminación cuando el ribosoma alcanza el codón de terminación. En este punto, el ribosoma se libera del ARNm y está listo para iniciar otra ronda de traducción.


¿Existe alguna plataforma de tecnología de vectores comercial para impulsar la producción de proteínas recombinantes? - biología

¿Qué es la proteína recombinante? Las proteínas son una de las moléculas biológicas más importantes para la vida. Y estas proteínas realizan una amplia gama de funciones dentro de los organismos, incluida la catalización de reacciones metabólicas, la replicación del ADN, la respuesta a estímulos y el transporte de moléculas de un lugar a otro. Sin embargo, cuando queramos analizar la estructura, función, mecanismo, vía u otros hechos de estas proteínas, encontraremos que las cantidades no son suficientes de origen natural. En ese caso, necesitamos producir proteínas de alta cantidad y pureza en poco tiempo y bajo costo en nuestro laboratorio. Por tanto, se requiere tecnología de proteínas recombinantes. La proteína recombinante es una forma manipulada de proteína, que se genera de diversas formas para producir grandes cantidades de proteínas, modificar secuencias de genes y fabricar productos comerciales útiles. La proteína recombinante está codificada por ADN recombinante, que ha sido clonado en un sistema que apoya la expresión del gen y la traducción del ARNm. El ADN recombinante, normalmente la secuencia de ADNc de la proteína diana, está diseñado para estar bajo el control de un promotor bien caracterizado y expresar la proteína diana dentro de la célula huésped elegida para lograr una expresión de proteína de alto nivel. La modificación del gen mediante tecnología de ADN recombinante puede conducir a la expresión de una proteína mutante o una gran cantidad de proteína.

La elección de un sistema de expresión de proteínas adecuado es la clave del éxito de la expresión de proteínas recombinantes. Es necesario tener en cuenta varios factores, incluida la propiedad de la proteína objetivo, la aplicación prevista, el rendimiento de la proteína y el costo. Además, existen desafíos para muchos proyectos de expresión de proteínas, especialmente para proteínas grandes, proteínas de membrana, proteínas nucleares y proteínas con fuertes modificaciones postraduccionales.

Hoy en día, existen varios sistemas de expresión para su uso. Los diferentes sistemas tienen diferentes características y aplicaciones. Aquí, presentaremos cuatro sistemas que se utilizan comúnmente en investigación e industrial. Son el sistema de expresión de bacterias, el sistema de expresión de levaduras, el sistema de expresión de baculovirus y el sistema de expresión de mamíferos.

Figura 1. Cuatro sistemas de expresión

El sistema de expresión de E. coli es el sistema de expresión de uso principal y más maduro. El método principal es transferir un vector que inserta un fragmento de ADN diana a la célula huésped. Y luego inducir la expresión de proteínas mediante IPTG.

Como el primer desarrollo y el sistema de expresión clásico más utilizado, el sistema de expresión de E. coli tiene las ventajas de un trasfondo genético claro, reproducción rápida, bajo costo, alta expresión, fácil purificación del producto, buena estabilidad, fuerte capacidad anticontaminación. y amplia gama de aplicaciones. Sin embargo, existen muchas deficiencias en el sistema de expresión procariota: no todas las proteínas son solubles. Las proteínas mal plegadas formadas en el citoplasma pueden formar agregados insolubles llamados cuerpos de inclusión, lo que conduce a la difícil purificación. Además, el procesamiento de modificación postraduccional del sistema de expresión procariota es imperfecto y la actividad biológica del producto expresado es baja.
Por lo tanto, también se están desarrollando otros sistemas más sofisticados, tales sistemas pueden permitir la expresión de proteínas que antes se creían imposibles en E. coli, por ejemplo, proteínas glicosiladas.

Figura 2. Cuerpos de inclusión y plegados incorrectamente

El sistema de expresión de levadura como un nuevo sistema de expresión de proteínas exógenas, contenía méritos tanto del sistema de expresión procariota como eucariota. Está siendo ampliamente utilizado en el campo de la ingeniería genética. La secuencia completa de genes de Saccharomyces cerevisiae se secuenciaron en 1996. El uso de S. cerevisiae en la industria cervecera y panificadora se conoce desde hace miles de años y se considera criaturas GRAS (generalmente reconocidas como seguras) que no producen toxinas y han también ha sido reconocido por la FDA. Por lo tanto, las producciones expresadas a partir del sistema de levadura no necesitan muchos experimentos de seguridad del huésped.

Sin embargo, en comparación con el nuevo sistema de levadura, el sistema de expresión de S. cerevisiae no es adecuado para cultivos de alta densidad que carecen de un promotor de regulación fuerte y estricto. Y la eficiencia de secreción es baja. Especialmente, muchas proteínas diana cuyo peso molecular superior a 30 kD casi no segregan.

Más tarde, la gente ha desarrollado un sistema de expresión de levadura de fisión y levadura de metanol. Entre ellos, el sistema de expresión de levadura de metanol es el sistema de expresión de levadura más utilizado. Hoy en día, las levaduras metanólicas más utilizadas son H Polymorpha, Candida Bodini y Pichia Pastris. Pichia Pastoris es la herramienta más popular. La mayor parte de la levadura de metanol contiene el gen-1 de la oxidasa de levadura metanólica (AOX1). El gen exógeno se expresó bajo la acción del promotor (PAOX1). PAOX1 es un promotor fuerte que utiliza glucosa o glicerol como fuente de carbono. La expresión del gen AOX1 en levadura de metanol se inhibió habitualmente. Y PAOX1 podría activarse cuando el metanol fuera la única fuente de carbono. Por tanto, la expresión del gen AOX1 podría incrementarse bajo el control del gen. El uso de levadura de metanol para expresar la producción de proteínas exógenas suele ser de hasta gramos. En comparación con S. cerevisiae, su traducción está más cerca de las células de mamíferos y no sufre hiperglicosilación.

El sistema de expresión de insectos es un sistema de expresión eucariota ampliamente utilizado que tiene la capacidad de traducir y modificar proteínas extrañas similares a las de los eucariotas superiores. La expresión de proteínas exógenas en el sistema celular de insectos por baculovirus recombinante es un método de expresión más popular. El nivel de proteína es hasta 1

500 mg / L. Pero está restringido e influenciado por muchos factores, como el medio de cultivo, el suministro de oxígeno y el crecimiento logarítmico, etc.

El baculovirus es el grupo más grande de virus de insectos conocido y es el virus de insectos más antiguo, más estudiado y aplicable. El genoma del baculovirus es una molécula de ADN bicatenaria circular cerrada simple con un tamaño de 80-160 kb. Su genoma se puede replicar y transcribir en núcleos de insectos. La replicación del ADN se ensambla en la corteza del baculovirus, que tiene una gran flexibilidad y podría acomodar grandes fragmentos de inserto de ADN extraño. Es el portador ideal para la expresión de grandes fragmentos de ADN.

Las principales ventajas del sistema de baculovirus incluyen:

  1. La proteína recombinante tiene una función biológica completa, como el plegamiento correcto de la proteína y el enlace disulfuro
  2. Modificación posterior a la traducción
  3. Alto nivel de expresión, hasta el 50% de la cantidad total de proteínas.
  4. Acomodar proteína de inserción grande
  5. Expresa simultáneamente múltiples genes.

El principal inconveniente es que la expresión de proteínas exógenas está bajo el control del promotor viral muy tardío, donde las células comienzan a morir debido a la infección viral.
El sistema de expresión de insectos se usa normalmente para la producción de proteínas de membrana, aunque las glicosilaciones pueden ser diferentes de las que se encuentran en los vertebrados. En general, es más seguro de usar que el virus de los mamíferos, ya que tiene un rango de hospedadores limitado y no infecta a los vertebrados sin modificaciones.

Las proteínas recombinantes expresadas en células de mamíferos utilizan comúnmente la transfección de plásmidos y la infección por vectores virales. La línea celular estable que usa la transfección de plásmidos lleva varias semanas o incluso meses, mientras que el vector del virus puede infectar rápidamente las células en unos pocos días.

Dependiendo de las diferencias temporales y espaciales en la expresión de proteínas, el sistema de expresión se puede dividir en sistemas de expresión transitorios, estables e inducidos. El sistema de expresión transitoria se refiere a que los cultivos de células hospedadoras sin presión de selección y el vector exógeno se pierden gradualmente durante la división celular. La duración de la expresión de la proteína diana es corta. La ventaja del sistema de expresión transitoria es un período experimental simple y corto. Sistema de expresión estable significa que el ADN portador se replica y se expresa de manera estable durante mucho tiempo en la célula huésped. Debido a la necesidad de seleccionar pasos de resistencia y presión, la expresión estable es relativamente laboriosa y requiere mucho tiempo. El sistema de expresión por inducción se refiere a que el gen diana comienza a expresarse cuando es inducido por pequeñas moléculas extrañas. El uso de promotores heterólogos, potenciadores y marcadores genéticos amplificables puede aumentar la producción de proteínas.
El sistema de expresión de mamíferos tiene una ventaja única en las señales de iniciación de proteínas, procesamiento, secreción, glicosilación y es adecuado para expresar macromoléculas intactas.

Figura 3.Desarrollo de la línea celular estable

La proteína extraña producida por células de mamífero, que está más cerca de la proteína nativa, tiene mucha más actividad que las proteínas producidas por el sistema de expresión procariota o por otro sistema de expresión eucariota, como las células de levadura y de insectos. La desventaja de la técnica es complicada, alta exigencia, bajo rendimiento y, a veces, existen infecciones virales.

Sobre todo, existen ventajas y desventajas para todos estos sistemas de expresión. La ventaja del sistema de expresión de E. coli y levadura es el alto nivel de expresión y el bajo costo. Pero sus sistemas de modificación son diferentes a los de las células de insectos y de mamíferos. La proteína producida por la célula de mamífero es similar a la proteína nativa. Sin embargo, la desventaja es el bajo nivel de expresión y la operación complicada. La actividad biológica y la inmunogenicidad de las proteínas recombinantes producidas por diferentes sistemas de expresión son a veces diferentes debido al procesamiento postraduccional desviado. Por lo tanto, al considerar qué sistema de expresión elegir, debemos tener en cuenta una variedad de factores, como si la proteína objetivo es tóxica, si la proteína necesita actividad biológica, si la glicosilación es necesaria para la proteína y la rentabilidad, rendimiento, purificación, seguridad, etc. Con el respaldo de conocimientos experimentales experimentados y teniendo en cuenta todos estos factores, nuestra experiencia tomará la determinación y elección adecuadas.

Tabla 1. Simplemente compare entre sistemas de expresión

Sistema de expresión bacteriana Sistema de expresión de levadura Sistema de expresión de insectos Sistema de expresión de mamíferos
Velocidad ★★★★ ★★★ ★★
Producir ★★★ ★★★★ ★★
PTM
(relativo al humano)
★★ ★★★ ★★★★
Costo ★★★★ ★★★ ★★
Solicitud Proteína procariota, proteína eucariota simple Proteína intracelular / secretada, proteína unida por enlaces disulfuro, proteína glicosilada Proteína de membrana, Proteína de gran tamaño,
Vacunas virales, proteínas de señalización, citocinas, quinasas
Proteína eucariota compleja, la proteína necesita PTM precisa

Brindamos todos los servicios del sistema de expresión de proteínas en nuestra empresa. Si tiene alguna pregunta sobre la elección del sistema de expresión y la proteína recombinante, ¡póngase en contacto con nosotros para obtener más detalles!


Expresiones de gratitud

Damos las gracias a Stefan Dübel (Technische Universität Braunschweig, Alemania) por la discusión crítica y la lectura del manuscrito. Además, agradecemos a nuestras técnicas Franziska Resch, Saskia Helmsig y Nadine Konisch, y a nuestra ex alumna Stefanie Claudia Pohl por realizar algunos de los experimentos. Agradecemos el apoyo financiero de las actividades financiadas por acciones de coordinación apoyadas por el 6º PM de la UE “ligantes de proteomas” (contrato 026008) y los proyectos de colaboración del 7º PM de la UE “Affinity Proteome” (contrato 222635) y “Affinomics” (contrato 241481).


Un vector de sarampión

En agosto, un ensayo en Francia y Bélgica comenzó a reclutar voluntarios para probar una vacuna COVID-19 basada en una replicación del virus de la vacuna contra el sarampión. Esta denominada cepa Schwartz se debilitó en la década de 1960 mediante pases en serie en células de pollo. El virus expresa la proteína de pico de longitud completa del SARS-CoV-2 y ha sido probado en ratones, dicen los científicos del Instituto Pasteur en Francia que otorgaron la licencia de la tecnología del vector a Themis en Austria. Anteriormente se probó en ratones para el SARS y para el MERS.

Anteriormente se demostró que la inmunidad preexistente al sarampión adquirida por infección en ancianos o la vacunación en jóvenes no disminuía las respuestas a una vacuna contra Chikungunya basada en este mismo vector. El vector del sarampión “entra en las células y luego produce más vacuna contra el sarampión. Saldrá de nuevo, infectará más células, pero después de algunos ciclos se detiene ”, dice la científica de vacunas Christiane Gerke del Instituto Pasteur, quien dirige el ensayo de la vacuna COVID-19. El hecho de que la cepa del sarampión se repita la distingue de los vectores de adenovirus y podría explicar por qué los anticuerpos preexistentes no importan. “Siempre que los anticuerpos contra el sarampión al principio no eliminen toda la vacuna, la vacuna se replica a sí misma”, dice Gerke.

La naturaleza viva de la cepa de la vacuna contra el sarampión significa que no se puede administrar a personas inmunodeprimidas. Sin embargo, la cepa Swartz tiene alrededor de 50 mutaciones y las cepas de la vacuna contra el sarampión nunca han escapado de estos grilletes de atenuación y han causado enfermedades en personas sanas. “Es un candidato prometedor”, dice Krammer, aunque un poco por detrás de los demás. El Instituto Pasteur no pudo confirmar si los voluntarios habían comenzado a recibir la vacuna. En junio, Themis fue adquirida por Merck, una empresa con una importante cartera de vacunas.

El éxito con los vectores virales tiene implicaciones para el desarrollo de vacunas en general. “Tomó mucho tiempo para que los vectores virales terminaran en el mercado, lo que hicieron con las vacunas contra el ébola”, dice Krammer. "A mi modo de ver, esto acelerará el desarrollo de vacunas en general". Es decir, siempre que haya un resultado exitoso con una vacuna COVID-19. Cualquier paso en falso de un regulador con una de estas vacunas podría retrasar el potencial de las vacunas basadas en vectores para múltiples enfermedades, dice Krammer.