Proteïna recombinant

Les proteïnes recombinantes, també cridades proteïnes quiméricas o proteïnes heterólogas, són aquelles que s'obtenen en expressar un gen clonat en una espècie o una llínea celular distinta a la cèlula original. Un eixemple de proteïna recombinante és l'insulina humana generada in vitro, obtinguda a partir de cultius de la bactèria E. coli. Anteriorment s'arreplegava directament a partir del pàncrees del porc. Per a obtindre una proteïna recombinante, es partix d'ADN recombinante, que no és més que una molècula de ADN artificial formada de manera delliberada in vitro insertant seqüències de ADN provinents d'un organisme en el genoma d'un organismes diferent, per eixemple ADN humà insertat en el de la bactèria E. Coli. El ADN recombinante dona lloc a la proteïna recombinante que interessa obtindre. Un tipo de proteïnes recombinantes són les proteïnes de fusió, originades en unir artificialment dos o més gens que donaran lloc a una única proteïna suma de les 2 anteriors.

Producció de proteïnes recombinantes

Per a produir una proteïna recombinante cal considerar les següents característiques: El gen deu clonar-se i caracterisar-se. El gen deu subclonarse en un vector d'expressió adequat, per a després transferir-se a les cèlules a on es va a expressar. Entre eixos vectores, podem senyalar: virus, plásmidos, cósmidos o YACs. Per a que la proteïna generada siga terapeúticamente útil, la proteïna deu retindre la seua funcionalitat biològica i deuen existir proves per a comprovar la funcionalitat i biocompatibilidad del producte.

Segons l'organisme utilisat

Les proteïnes recombinantes es poden produir en una gran varietat de sistemes biològics, com a bactèries, rent i cèlules eucariota.

Proteïnes recombinantes a partir de bactèries: Les proteïnes sintetisades a partir de bactèries són les més fàcils d'aïllar, ya que és més fàcil cultivar-les que en atres organismes. No obstant, les bactèries no realisen splicing i tampoc glicosilan ni realisen totes les modificacions postraduccionales necessàries per a la funció de la proteïna. Els vectores que s'ampren en I-coli són plásmidos (<6Kb)i cósmidos (<50Kb).

Proteïnes recombinantes a partir de rent: Els rent són organismes eucariota en els que podem treballar fàcilment en un àmbit industrial. El rent sí realisa glicosilación, pero de forma distinta a com la realisem els humans. Debido a ello estes proteïnes poden ocasionar problemes de inmunorrespuesta. En este cas, els vectores apropiats per a estos organismes són els plásmidos o els YACs (100-300Kb).

Proteïnes recombinantes a partir de cèlules d'insectes: Un atre dels sistemes utilisats són cèlules d'insecte. En este cas, podem acceptar dos varietats de produir estes proteïnes: en primer lloc, podem posar eixes cèlules en un mig especial i inocular en baculovirus, que no resulten malévolos per als humans (no els infecten). En segon lloc podem utilisar insectes complets per a la producció de la proteïna. En estes alternatives, la glicosilación seguix sent un problema, ya que sol ser distinta. Els humans realisem glicosilaciones complexes que no són capaces de fer els insectes. Moltes voltes, es busquen mutantes que siguen capaces de glicosilar de forma pareguda als humans.

Proteïnes recombinantes a partir de cultius celulars: En este cas, estarem utilisant cultius en els que si la proteïna es excreta, es purifica el líquit i si és intracelular, trenquem les cèlules i purifiquem. Per a l'escalat, cal tindre en conte que les cèlules creixen per adheriment. Si utilisem cèlules de mamífer, nos estarem acostant molt a la glicosilación dels humans. Seran en este cas prou complexes eixes modificacions posttraduccionales, pero no seran idèntiques en molts casos. Els inconvenients és que solen ser cultius llents, i ademés aumentant en gran medida el risc de contaminació fúngica i bacteriana. Cal saber que la glicosilación de l'home i de la mona és distinta al restant de mamífers, de modo que no produïm el gal-alfa-1,3-gal com a sucre terminal. I és que la glicosilación varia en cada teixit, són com a etiquetes que les cèlules realisen per a dur les seues proteïnes d'un costat a un atre de la cèlula. Ademés són marcadors i ajuden a determinar el plegament, estructura i funció de la proteïna. En el cas de les cèlules de mamífers, els vectores d'expressió habituals són Virus SV40, YACs i HACs.

Eixemples de proteïnes recombinantes

Factors de creiximent, interleukinas, hormones (interferón, hormona del creiximent, FSH etc), receptors, vacunes, anticossos monoclonales, enzimes, hemoglobina, etc. cal destacar els següents dos eixemples:

• Somatostatina: És una hormona de creiximent formada per 14 aminoàcits. Va ser la primera proteïna recombinante produïda en bactèria (E.Coli), açò va supondre un alvanç científic en el camp de la proteómica recombinante pero un fracàs econòmic ya que els casos en els que es requerix la seua aplicació són molt llimitats i escassos.
• Insulina: En el món existixen 170 millons de diabètics per lo que la producció d'insulina recombinante supon un mercat molt ampli. Actualment hi ha dos estratègies per les que s'obté:
  1. Es produïx l'expressió in-viu d'una única cadena i es porta a terme el processament d'esta in-vitro en l'acció de proteasas.
  2. Es produïx l'expressió in-viu de cada una de les cadenes que componen l'insulina per separat i s'unixen in-vitro per mig de tècniques químiques.

La ventaja que presenten estes dos estratègies és que no es requerix d'una atra modificació post-traducional.