Plazmidni replikoni v farmacevtski industriji
Uvod
Biološka zdravila
Z željo po zdravljenju kroničnih bolezni postajajo biološka zdravila ključen del farmacevtske industrije. Pojem »biološka zdravila« obsega tiste molekule, ki so pridobljene s sintezo ali modifikacijo in sledečo ekstrakcijo iz ekspresijskega sistema, med katere spadajo tudi proteini (encimi, katalitična protitelesa, rastni faktorji…), vitamini in nukleinske kisline (DNA in RNA cepiva, protismerne DNA, ribocimi…). Prednosti biofarmacevtikov pred sintetičnimi zdravili:
-enostavna identifikacija in validacija zdravila,
-večji razpon modifikacij biomolekule,
-cenejše in hitrejše razvojno,
-redek pojav toksičnih metabolitov v telesu pri razgradnji biofarmacevtika…
Problemi se pojavijo pri pridobivanju bioloških zdravil:
- zapletena gojišča za najbolj optimalne pogoje ogromnih količin celic,
-v primerjavi z organsko sintezo v laboratoriju je nizek izkoristek,
-občutljivost bioloških makromolekul,
-drage izolacijske metode in problemi s kontaminacijo[1]…
Uporaba L. lactis v farmacevtski industriji
Z namenom cenejšega in učinkovitejšega procesa sinteze plazmidov in proteinov so se znanstveniki posvetili mlečnokislinskim bakterijam (LAB), ki so Gram+ kemoorganotrofi koki ali bacili. Pri fermentaciji sladkorjev kot stranski produkt sintetizirajo mlečno kislino. Eden izmed najbolj raziskanih predstavnikov LAB je Lactococcus lactis zaradi intenzivne uporabe v farmacevtski, kozmetični, prehrambeni in energetski industriji. Je učinkovit proizvajalec etanola, vitamina B2, mlečne kisline, hialuronske kisline, L-alanina, vitamina B11…
V farmaciji se lahko uporabi kot proizvajalec bioloških zdravil (npr. rekombinantni proteini) in njihov transporter (npr. kot živi vektor v primeru cepiv). V primerjavi z Escherichia coli ima L. lactis boljši sekrecijski sistem, saj ima le eno proteazo (HtrA) za sekretorne proteine in sprošča v okolico le en večji protein (Usp45). Za industrijske namene to poenostavi izolacijo rekombiniranih proteinov od transformiranih celic in se izogne dragih kromatografskih metod. L. lactis je bolj varen za uporabo kot pa E. coli, saj ne sintetizira močnih imunogenih lipopolisaharidov, ki povzročajo lokalne vnetne procese.
V L. lactis je najlažje uvesti zapis za biološko zdravilo v obliki plazmida, ki s svojo sestavo tudi določa njegovo hitrost replikacije, kar vpliva na končno količino zdravilne učinkovine. V ta namen bomo predstavili, kako vrsta ori mesta vpliva na število kopij plazmida (PCN) v celici[2].
Viri
[1]Dasani, Serena, et al. “Chapter 85 - Biopharmaceuticals.” Translational Surgery, edited by Adam E. M. Eltorai et al., Academic Press, 2023, pp. 535–38. ScienceDirect, https://doi.org/10.1016/B978-0-323-90300-4.00056-2.
[2]Morello, E., et al. “Lactococcus Lactis, an Efficient Cell Factory for Recombinant Protein Production and Secretion.” Journal of Molecular Microbiology and Biotechnology, vol. 14, no. 1–3, 2008, pp. 48–58. PubMed, https://doi.org/10.1159/000106082.
