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Il nuovo metodo usa i batteri di Escherichia coli per costruire le glicoproteine terapeutiche umane

Escherichia coli - i batteri hanno considerato il veleno di sicurezza alimentare dei ristoratori, dei droghieri e dei consumatori - è un amico. Gli ingegneri biomolecolari di Cornell University hanno imparato usare Escherichia coli per produrre le proteine zucchero-modificate per la preparazione dei prodotti farmaceutici più economici e più velocemente. (Biologia chimica della natura, il 25 marzo 2012.)

Il professore associato di Matthew DeLisa, di Cornell di assistenza tecnica chimica e biomolecolare ed il suo gruppo di ricerca, ora hanno pubblicato un metodo novello per l'organizzazione delle glicoproteine terapeutiche umane semplicemente e rapidamente usando i batteri di Escherichia coli come piattaforma. I loro metodi ora stanno mettendi a punto e commercializzandi attraverso uno start-up, Glycobia Inc., che recentemente ha preso la residenza nel centro della famiglia del McGovern di Cornell per lo sviluppo di impresa nelle scienze biologiche. Mentre non ci sono pianificazioni della ditta ancora, il professore spera che in un anno, verificare questo genere di farmaceutico potrebbe essere effettuato all'istituto universitario medico di Weill Cornell a Manhattan.

Le glicoproteine sono proteine che sono modificate ai siti specifici “del ricettore„ dell'amminoacido con le strutture complesse del carboidrato, o oligosaccaridi - una reazione chimica umana di base che è essenziale a vita. Ecco perché le glicoproteine specificamente progettate e geneticamente costruite sono così comunemente usate come droghe - legano a determinati recettori della proteina e, per esempio, bloccano le cellule tumorali dal moltiplicarsi. Fra le glicoproteine usate per trattare le malattie oggi sono anticorpi monoclonali ed interferoni.

I metodi di fabbricazione correnti contano pricipalmente sulle cellule di cultura mammifere costose e che richiede tempo, quale la linea cellulare cinese dell'ovaia (CHO) del criceto. Il trattamento è egualmente suscettibile di contaminazione virale, ulteriore azionamento sul costo di produzione. In effetti nel 2009, un'altra società biofarmaceutica temporaneamente ha interrotto il suo impianto dopo che una tal contaminazione ha accaduto.

La ricerca di Cornell usa un metodo per montare una via sintetica per il semplice e la produzione rapida di una glicoproteina che costituisce la base di molte di odierna proteina terapeutica droga, compreso, per esempio, la proteina GCase, utilizzato in una droga che tratta la malattia di Gaucher. Per agire in tal modo, hanno presentato artificialmente il macchinario della glicosilazione - il trattamento chimico tramite cui le proteine si trasformano in in glicoproteine - nelle celle di Escherichia coli, piuttosto che le celle animali.

La via che sintetica hanno progettato, che può essere adeguata a molti siti del ricettore dell'amminoacido per fare le droghe differenti, inizio con gli enzimi indigeni in Escherichia coli. Si è aggiunta al quel una miscela di quattro enzimi catturati dalle celle di lievito, che hanno avviato la biosintesi di un glycan specifico (struttura dello zucchero) che somiglia alla struttura di memoria trovata in virtualmente tutti i glycans eucariotici. Un quinto enzima dal batterio, jejuni del campilobatterio, ha trasferito questi glycans di memoria ai siti pre-costruiti del ricettore della proteina, con conseguente glicoproteine desiderate.

DeLisa ed i suoi colleghi ora stanno funzionando per migliorare il loro approccio che chiamano “glycans da progettazione„ - facendo uso al del metodo di produzione basato a enzima della proteina specificamente per adattare le strutture dello zucchero per preparare molti glycans e glicoproteine differenti.

Source:

Nature Chemical Biology