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Dimostrata l’efficienza delle alghe nella produzione di proteine a scopi terapeutici

Chlamydomonas reinhardtii

Le aziende farmaceutiche abbatterebbero i costi delle spese di produzione di cure/proteine contro cancro e altre malattie ad oggi prodotte dalle colture di cellule di mammiferi o batteriche, organi di coltura che sarebbero sostituiti dalle alghe – cellule a crescita rapida che hanno di recente catalizzato l’attenzione per la loro capacità di produrre biocarburanti.
Questa è la conclusione di uno studio, pubblicato on-line questa settimana in Plant Biotechnology Journal, che ha cercato di determinare se sette diverse proteine umane usate a scopo terapeutico potrebbero essere prodotte usando la Chlamydomonas reinhardtii, un’alga verde ampiamente utilizzata nei laboratori di genetica come organismo modello, molto simile al moscerino della frutta Drosophila e il batterio E. coli.

“Quello che ci ha sorpreso è che dei sette geni scelti, quattro proteine erano prodotte a livelli sufficienti per la richiesta commerciale”, ha detto Stephen Mayfield, un professore di biologia presso l’Università di California, San Diego che ha guidato lo studio, che ha coinvolto gli scienziati dello Scripps Research Institute, la società Sapphire Energy e ProtElix, una società di ingegneria in Abelarda, CA.

Gli scienziati hanno descritto la qualità delle proteine prodotte con il metodo delle alghe, che non differisce per niente dall’attività/qualità delle proteine prodotte con i metodi tradizionali. Aggiungono che, poiché le alghe possono essere coltivate a basso costo e grazie alla loro rapida proliferazione,questo complesso di valenze rende il progetto decisamente superiore nella produzione di tali proteine ai metodi convenzionali.
“Attualmente sia gli anticorpi monoclonali che proteine, vengono estratte da batteri e cellule animali (mammiferi) geneticamente modificati, mentre le proteine piu’ semplici prodotte ed estratte da un modello batterico modificato di E coli.
Le proteine attualmente prodotte a scopo terapeutico, a causa della complessità e del costo delle strutture che servono per mantenere le colture di cellule animali, hanno un costo relativamente elevato. Mentre le colture batteriche mantenute a tale scopo sono meno care, ma i batteri non sono in grado di produrre vitamine dalla struttura complessa e ripiegate nel modo giusto, quindi bisogna aggiungere il costo della denaturazione e rinaturazione, passi che rendono relativamente elevata la spesa per questa pratica. Gli scienziati che hanno pilotato il progetto hanno confermato la qualità superiore di una classe di proteine che prodotte in colture algali erano qualitativamente identiche alle proteine prodotte in coltura di cellule di mammifero, e superiori alle proteine ottenute da colture batteriche.
Le alghe inoltre hanno bisogno solo di luce e nutrienti semplici.
Per condurre lo studio, gli scienziati hanno raccolto sette proteine che sono state o sono attualmente utilizzate come trattamento standard per patologie o che sono ancora in fase di test clinici sull’uomo. Comprendono l’interferone β1 umano, che è usato per trattare la sclerosi multipla, che costa da 1.600 a 2.000 dollari per una fornitura di un mese; eritropoietina o EPO, utilizzati per aumentare la produzione di globuli rossi in pazienti sottoposti a chemioterapia, e proinsulina umana, un ormone il cui costo annuo arriva a miliardi di dollari utilizzato per il trattamento di diabete di tipo 1. Due altre proteine umane sono il fattore di crescita vascolare endoteliale o VEGF, usato per trattare pazienti affetti da enfisema polmonare, e le proteine B1 (HMGB1), che attivano le cellule immunitarie ed altre che sono in fase di studio perché risultate alleate nella lotta contro il cancro. Le restanti due proteine sono i domini 10 e 14 della fibronectina umana, che sono in fase di studio per la loro capacità di imitare alcuni tipi di anticorpi.
Ciò che rende le alghe particolarmente interessanti rispetto ai sistemi di colture batteriche o di cellule di mammiferi, gli scienziati dicono, è la loro capacità di produrre proteine a basso costo e su scala molto ampia. Con 3 dollari al chilo di alghe, i ricercatori stimano che proteine ricombinanti costerebbero circa 60 centesimi per grammo prima della depurazione.

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