Las proteínas recombinantes en nuestra vida diaria
Las proteínas recombinantes son aquellas producidas en el laboratorio mediante ingeniería genética en células distintas a las que se producen en la naturaleza. Los modelos más comúnmente usados son bacterias, levaduras, células de insecto, células de mamífero e, incluso, plantas, y son empleadas para elaborar productos con diferentes usos (figura 1).
Se usan en muchos procesos, incluso de la vida diaria. Por ejemplo, productos terapéuticos como la insulina, para producción de quesos como la renina, la somatotropina bovina para estimular la producción de la leche, en la elaboración de detergentes como degradadoras de grasas y también proteasas para eliminar manchas de sangre, de comida, etc., aunque tienen también otros usos. Mediante técnicas de biología molecular para producir proteínas recombinantes y nuevas técnicas de purificación, actualmente se obtiene mayor cantidad de proteínas y a un costo menor comparado con el del proceso antiguo [1 y 2].
Las células utilizadas para producir proteínas recombinantes usan su propia maquinaria celular para sintetizarlas. Las bacterias son el sistema más sencillo, ya que tienen la ventaja de crecer muy rápido en condiciones de cultivo fáciles y la cantidad obtenida es muy buena. Esto se hace utilizando un plásmido, que es un pedazo de ADN circular que se introduce en las bacterias y que contiene varios elementos necesarios para su permanencia en la célula y la producción de la proteína de interés. Esta tecnología permite introducir genes de una especie en otra y sintetizar proteínas que de forma natural no están presentes.
En 1977 se obtuvo el primer plásmido recombinante, que fue introducido a una bacteria (Escherichia coli) y tiempo después se pudo expresar en esta bacteria la primera proteína humana (insulina), que fue aprobada para su uso por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA, por sus siglas en inglés) en 1982 con el nombre de Humulina, y que desde entonces es utilizada para el tratamiento de pacientes con diabetes mellitus. También se han obtenido otras proteínas recombinantes para uso terapéutico, como las hormonas de crecimiento y paratiroide humano, la subunidad B de la toxina del cólera y últimamente algunas de las vacunas utilizadas contra la enfermedad covid-19 [2 y 3].
Como sabemos, la diabetes y la covid-19 han causado muchas muertes a nivel mundial. Ambas enfermedades pueden prevenirse o controlarse con proteínas recombinantes, lo cual pone de manifiesto su importancia en la salud pública de las poblaciones humanas.
Considerando la importancia de la cantidad obtenida de proteínas recombinantes mediante la biotecnología, el Laboratorio de Biología Molecular y Bioquímica de la Coordinación de Tecnología de Alimentos de Origen Animal del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo (CIAD), al igual que otros, usa este proceso para estudiar características de proteínas del metabolismo de carbohidratos y los procesos de regulación.
Referencias
[1] Gamboa, R.A. y Trujillo-Roldán, M.A. (2009). Un acercamiento a la producción de proteínas recombinantes terapéuticas de uso humano. El Residente 4(3): 87-91.
[2] Kapoor, S., Rafiq, A. y Sharma, S. (2017). Protein engineering and its applications in food industry. Crit Rev Food Sci Nutr. 57(11): 2321-2329.
[3] Hernández, V., y Serrato, J.A. (2022). Vacunas anti covid-19 basadas en la glicoproteína Spike del SARS-CoV-2 producida de forma recombinante: situación actual y tecnologías de producción. BioTecnología 26(1): 9-25.
[4] Gifre-Renom, L., Ugarte-Berzal, E., Martens, E., Boon, L., Cano-Garrido, O., Martínez-Núñez, E., Luque, T., Roca-Pinilla R., Conchillo-Solé, O., Ferrer-Miralles, N., Villaverde, A., Opdenakker, G., Garcia-Fruitós, E. y Arís, A. (2020). Recombinant Protein-based nanoparticles: elucidating their inflammatory effects in vivo and their potential as a new therapeutic format. Pharmaceutics 12(5): 450.
[5] Garg, S.K. y Johri, B.N. 1995. Application of Recombinant Calf Chymosin in Cheesemaking. J. Appl. Anim. Res. 7(2): 105-114.
[6] Gómez, C. A., Fernández, M. Franco, N. y Cueva, R. 2022. Effect of two formulations of recombinant bovine somatotropin on milk production and body condition of cattle under intensive management in Peru. Tropical Animal Health and production. 54(2):96.
[7] Kumari U., Singh, R., Ray T., Rana S., Saha P., Malhotra K., Daniell H. (2019). Validation of leaf enzymes in the detergent and textile industries: launching of a new platform technology. Plant Biotechnol J. 17(6): 1167-1182.
Colaboración de Gloria Yepiz-Plascencia, profesora investigadora, y Lilia Leyva-Carrillo, técnica académica del Laboratorio de Biología Molecular y Bioquímica de la Coordinación de Tecnología de Alimentos de Origen Animal del CIAD.
