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Próximos sistemas de expresión genética

SISTEMAS DE EXPRESIÓN

Amy Ritter

Los sistemas de expresión biológica más sofisticados expanden la funcionalidad de los sistemas tradicionales para la síntesis de proteínas.

La mayoría de los biofarmacéuticos que han alcanzado el mercado en los Estados Unidos y en la Unión Europea son producidos en sólo unos cuantos sistemas de expresión. Un reporte reciente en la edición de septiembre del 2010 del Nature Biotechnology indicaba que 32 de los 58 biofarmacéuticos aprobados entre 2006 – 2010 fueron producidos en sistemas de expresión de mamíferos (principalmente células de ovario de hámster Chino [CHO]), y 17 fueron producidos en Escherichia coli (E. coli). Los restantes fueron produci-dos en levaduras (4 en Saccharomyces cerevisiae, 1 en Pichia pastoris), animales trans-génicos, células de insectos, plantas o mediante síntesis directa (1).
La selección del mejor sistema de expresión depende de la complejidad del producto, del tamaño de lote y de las restricciones del costo, pero cada sistema viene con pros y contras. E. coli fue el primer sistema usado para producción comercial, con la comerciali-zación de insulina humana recombinante en 1982 (2). La bacteria es fácil de cultivar, prolifera rápidamente y puede desarrollarse en medios definidos, no costosos. En los casi 30 años desde entonces, los fabricantes han mejorado continuamente el sistema, optimizando las condiciones de cultivo, escalando los volúmenes de producción, y fomentando los rendimientos de proteína. Sin embargo, los sistemas de expresión de E. coli son limitados en los tipos de proteína que pueden producir, y son mejor usados para proteínas simples con pocas modificaciones post-translacionales. E. coli no produce proteínas glicosiladas, por ejemplo, ni puede producir correctamente proteínas grandes con patrones de plegado complicados o múltiples enlaces disulfuro. E. coli no secreta proteínas, lo que requiere que el fabricante haga pasos extra de purificación, incluyendo la lisis de las células, centrifugación, filtraciones múltiples y desnaturalización y el subsiguiente repliegue de la proteína. Las bacterias gram negativas como E. coli también contienen endotoxinas, las cuales deben ser eliminadas.

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