Tema 36. (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad Complutense de Madrid (UCM)
Grado Farmacia - 3º curso
Asignatura Microbiologia I
Año del apunte 2016
Páginas 3
Fecha de subida 20/06/2017
Descargas 2
Subido por

Vista previa del texto

    Tema  36:  Producción  microbiana  de  fármacos     Fármacos  producidos  por  microorganismos   Naturales:   -­‐  Antitumorales:  Actinomycina,  antraciclinas,  bleomicinas.   -­‐  Inhibidores  enzimáticos:  Lipstatina,  antipaina,  leupeptina.   -­‐  Inmunosupresores:  ciclosporina  A,  Rapamicina.   -­‐  Hipocolestéremicos:  estatinas.   Antibióticos     Producción  de  penicilinas   La  penicilina  G  se  obtiene  a  partir  de  Penicillium  por  un   proceso  metabólico  (aunque  se  llama  industrialmente   fermentación).  El  hongo  produce  y  elimina  al  exterior   penicilina  G.  A  partir  de  esta,  se  pueden  hacer   penicilinas  semisintéticas.  La  penicilin-­‐acilasa  produce   ácido  6-­‐aminopenicilínico.  Por  síntesis  se  pueden  añadir   cadenas  laterales.   El  hongo  pone  de  forma  natural  precursores  del  anillo  y   se  pueden  obtener  otras  penicilinas  biosintéticas.   Las  penicilin-­‐acilasas  son  enzimas  de  origen  microbiano.     Si  queremos  producir  penicilina  G  a  partir  de  Penicillium,  utilizamos  la   fermentación  alimentada.  La  penicilina  se  empieza  a  producir  cuando  las   células  entran  en  fase  estacionaria;  es  un  metabolito  secundario.  Si   hemos  puesto  una  fuente  de  C,  esta  se  va  gastando  y  cuando  queda   poca,  se  produce  más  penicilina.  Ocurre  lo  mismo  con  la  fuente  de  N.   Para  que  el  hongo  se  multiplique,  necesitamos  una  fuente  de  C  y  de  N:   sacarosa,  glucosa,  macerado  de  maíz.   Cuando  se  ha  multiplicado  bien  y  va  a  empezar  el  declive  (fase   estacionaria)  comenzamos  la  fermentación  alimentada.  Añadimos  más   glucosa  y  amonio,  pero  en  concentraciones  bajas.  El  metabolismo   secundario  se  reprime  por  altas  concentraciones  de  amonio  y  glucosa.  Si   queremos  hacer  la  fase  estacionaria  lo  más  larga  posible  sin  que  el   organismo  se  muera,  debemos  poner  glucosa  por  debajo  del  nivel  de   represión.  Las  células  mantienen  su  metabolismo  secundario  y  ni  se   mueren  ni  se  reproducen.     En  algunos  casos,  hay  que  añadir  los  precursores  de  las  penicilinas:   fenilacético  para  la  penicilina  G  y  fenoxiacético  para  la  penicilina  V.  Si   añadimos  mucha  cantidad  de  estos  compuestos,  pueden  ser  tóxicos  para  las  células.     Si  produjéramos  un  metabolismo  primario  o  biomasa,  nos  interesa  aumentar  la  fase  exponencial  y  que  las   células  se  multipliquen  mucho.   Hay  que  extraer  el  antibiótico  del  medio,  se  concentra  y  se  cristaliza  el  producto.     Se  utilizan  fermentadores  de  entre  40.000  y  50.000  litros.  Son  agitadores  tipo  turbina  (120-­‐150rpm).  La   temperatura  óptima  es  25-­‐27ºC.  El  suministro  de  oxígeno  es  crítico  porque  estos  hongos  son  aerobios.  El  pH   del  medio  debe  estar  entre  6,4  y  6,8.  Son  fermentadoras  computarizadas  y  automatizadas  (temperatura,  pH,   O2,  CO2,  azúcar,  precursor,  amonio,  etc)  totalmente  monitorizados.   Se  utilizan  filtros  para  los  hongos  que  forman  micelios  que  no  hacen  una   centrifugación  fácil.  Como  hay  que  filtrar  mucha  cantidad,  se  hacen  filtros  continuos.   Son  filtros  rotatorios  a  vacío,  por  un  lado  entra  el  líquido  y  por  otro  sale.  Hay  una   cuchilla  que  quita  el  hongo  que  ha  quedado  en  la  parte  superficial  del  filtro.  Se  hace   vacío  en  el  interior  para  que  pase  el  líquido.       1       Se  hacen  extracciones,  se  añade  acetato  potásico  para  que  cristalice,   se  seca  y  se  almacena.       Proteínas  recombinantes  terapéuticas:  biofármacos   Son  hormonas,  factores  de  crecimiento,  productos  inmunológicos…   Los  microorganismos,  gracias  a  la  ingeniería  genética,  pueden   producir  biofármacos  (proteínas  recombinantes  con  efecto   terapéutico).  Son  moléculas  que  son  de  origen  diferente,  pero   producidas  por  un  microrganismo.     La  dificultad  de  obtener  estos  productos  desde  los  organismos   productores  es  enorme.  Se  pueden  usar  células  humanas  en  cultivo,   pero  también  se  puede  hacer  en  sistemas  microbianos,  que  dan   buenos  resultados.   Estos  compuestos  se  obtienen  de  E.  coli,  S.  cerevisiae,  células  de  mamíferos,  células  de  insectos  o  por  otros   sistemas.  También  se  pueden  usar  Hansenula  o  Pichia  como  levaduras  alternativas.     El  primer  biofármaco  producido  en  E.  coli  es  la  insulina  humana.       Producción  de  insulina  humana  en  E.  coli   Es  una  proteína  formada  por  2  cadenas  (A  y  B)  y  con   puentes  disulfuro.  El  gen  que  las  sintetiza  es  más  grande,   tiene  en  medio  un  péptido  interconector  (C).  Se  sintetiza   la  pre-­‐proinsulina,  se  quita  el  péptido  señal  en  el  retículo   endoplasmático  para  dar  proinsulina.    De  esta  se  elimina   la  cadena  C  para  dar  la  insulina  en  el  aparato  de  Golgi.   Primero  se  produjo  por  separado  el  péptido  A  y  el  B   porque  E.  coli  no  tiene  capacidad  de  cortar  péptidos.  Se   clonaron  por  síntesis  química  los  genes  de  las   subunidades  A  y  B.  Se  crearon  las  proteínas  en  E.  coli,  se  juntaron  y  obtuvieron   la  insulina  activa.  Por  un  proceso  de  oxidación  formaron  los  puentes  disulfuro.   En  fermentadores  distintos  se  sintetizaban  las  cadenas  A  y  B.   Posteriormente,  se  han  usado  otros  métodos.     Se  puede  producir  la  cadena  completa,  se  añade  sulfito  sódico  para  proteger   los  grupos  SH  y  se  hace  una  sulfitolisis  cuando  la  proteína  está  purificada.  Así   se  forman  los  puentes  disulfuro  de  la  proteína.  Finalmente,  con  proteasas  se   cortan  la  cadena  C  y  el  péptido  señal.     En  el  caso  de  los  fármacos  biológicos,  no  son  genéricos  porque  no  se  puede   asegurar  que  sean  completamente  iguales  a  las  patentes,  se  llaman   biosimilares.     Hay  insulinas  modificadas  para  mejorar  los  características  bioquímicas.       Producción  de  vacunas  en  levaduras   Las  levaduras,  sobre  todo  en  vacunas  víricas,  se  comportan  como  células  eucarióticas  porque  pueden  hacer   modificaciones  postraduccionales.  Como  los  antígenos  víricos  sufren  muchas  veces  estas  modificaciones  por   multiplicarse  en  la  célula  animal,  las  levaduras  funcionan  bien.  Además  son  organismos  seguros,  S.  cerevisiae   se  usa  para  la  alimentación.     Su  inconveniente  es  que  el  rendimiento  suele  ser  menor  que  en  E.  coli,  pero  esto  no  es  tan  importante.   Para  hacer  las  vacunas  frente  al  virus  de  la  hepatitis  B  y  del  papiloma  se  usan  levaduras.     En  el  caso  de  la  hepatitis  B,  hay  partículas  en  el  suero  de  los  pacientes  formadas  por  el  antígeno  de  superficie   del  virus,  pero  no  tienen  DNA  en  su  interior.  Son  muy  inmunogénicas.  Las  primeras  vacunas  de  la  hepatitis  B   usaban  las  partículas  de  estos  pacientes.     Posteriormente,  se  expresó  el  antígeno  de  superficie  de  la  hepatitis  B  en  levadura  en  la  que  se  forman  virus   like  particles.  Se  parecen  a  las  que  se  encuentran  en  el  plasma  de  los  enfermos.  Como  la  partícula  tiene  gran   capacidad  de  agregarse,  también  lo  hace  en  las  levaduras.  Son  las  partículas  verdaderamente  vacunantes,   porque  forman  partículas  parecidas  a  las  del  virus.  Este  tipo  de  proteínas  que  son  capaces  de  formar     2       complejos  proteicos  que  se  autoensamblan,  se  parecen   a  las  formadas  por  los  virus.  Carecen  de  material  vírico   génico  e  inducen  respuesta  humoral  y  celular.       Hay  dos  vacunas  del  papiloma  humano.  Se  hace  una  en   S.  cerevisiae  y  forma  también  virus  like  particles.  Es   capaz  de  autoensamblarse,  se  asemeja  a  las  partículas   del  virus  y  tiene  modificaciones  postraduccionales.  La   otra  vacuna  se  forma  en  células  de  insectos.         3   ...

Tags:
Comprar Previsualizar