Principais estratégias de biologia molecular para viabilizar o emprego de biomoléculas oriundas de
micro-organismos extremófilos como biofármacos, bem como para o aprimoramento dessas
biomoléculas
Profa Dra Gisele Monteiro
FBT/FCF/USP
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
Faculdade de Ciências Farmacêuticas
Quando usar organismo geneticamente modificado?
• MO patogênicos
• Fonte rara ou perigosa
• Rendimento baixo no MO original
• Difícil condição de crescimento e produção
• Produto tóxico para o MO original quando em altas concentrações
• Plantas de produção já estabelecidas
• Potencial de criar moléculas que não existiriam na natureza –
biobetters.
Expressão de proteínas antigênicas do vírus da
hepatite B – produção de vacina em levedura
U$10/dose
U$0,23/dose
Esquema: Watson et al., 1998. Recombinant DNA, 2nd edition, Scientific American Books
Quando usar organismo geneticamente modificado?
•MO patogênicos
•Fonte rara ou perigosa
•Rendimento baixo no MO original
•Difícil condição de crescimento e produção
•Produto tóxico para o MO original quando em altas concentrações
•Plantas de produção já estabelecidas
•Potencial de criar moléculas que não existiriam na natureza –
biobetters.
Enzimas e medicamentos
Quando usar organismo geneticamente modificado?
•MO patogênicos
•Fonte rara ou perigosa
•Rendimento baixo no MO original
•Difícil condição de crescimento e produção
•Produto tóxico para o MO original quando em altas concentrações
•Plantas de produção já estabelecidas
•Potencial de criar moléculas que não existiriam na natureza –
biobetters.
Preciso usar OGMs - estratégias
• Escolher a fonte do material genético
• Escolher a célula hospedeira
• Escolher o tipo de transformação
– Seleção x estabilidade x quantidade
Figure 8-43 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Transcriptase reversa
Ligação de fatores de transcrição
3 5
5 3
Fita codificadora
Fita molde
Ligação da RNA polimerase
Início da transcrição
5 3
+1 = sítio de início da transcrição
Região 5 não traduzida
ATG = início da ORF
Fim da ORF = códon de
terminação
Região 3 não traduzida, sítio do término da
transcrição
5 3
3 5
3 5
Preciso usar OGMs - estratégias
• Escolher a fonte do material genético
• Escolher a célula hospedeira
• Escolher o tipo de transformação
– Seleção x estabilidade x quantidade
Produção de insulina humana em E. coli
Eritropoietina (EPO)
Leveduras geneticamente modificadas para produzir padrão de glicosilação humanizado.
Preciso usar OGMs - estratégias
• Escolher a fonte do material genético
• Escolher a célula hospedeira
• Escolher o tipo de transformação
– Seleção x estabilidade x quantidade
Transformação
• Plasmídeo epissomal – Muitas cópias por célula
– Exige seleção constante
– Marcas de seleção – antibióticos (aspectos regulatórios)
• Integrativo no DNA genômico – Estável
– Uma ou poucas cópias
– Seleção apenas 1 vez
– Integrar em locais que diminuem a produtividade
Principais estratégias de biologia molecular para o desenvolvimento de biobetters
Qual objetivo de bioprospecções?
Figure 7-1 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Ex. Asparaginases
Ex. Asparaginases: asnA x asnB
Asparaginases tipo II
Mutação racional
Patel et al, 2009. J. Clin. Invest. 119:1964–1973 (2009). doi:10.1172/JCI37977
N24*
Patel et al, 2009. J. Clin. Invest. 119:1964–1973 (2009). doi:10.1172/JCI37977
Maggi ey al., 2017. SREP7: 14479 | DOI:10.1038/s41598-017-15075-4
Mutações randômicas - epPCR
Atividade no soro - teste in vivo
Mutante A mutante B Mutante A mutante B
Formação de anticorpos anti-ASNase
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Obrigada!!!