Plataforma basada en espirulina para la producción a gran escala de proteínas terapéuticas

Representaciones modelo de proteínas heterólogas diseñadas para expresión en espirulina. una. Representación en cinta de un VHH monomérico (naranja; PDB ID: 6WAQ) con el potenciador de solubilidad, MBP (verde; PDB ID: 5M13). La proteína plegada madura da como resultado un VHH monomérico como una fusión con MBP y una etiqueta de afinidad C-terminal 6X-his. b. Representación en cinta de un VHH (naranja) con un motivo de dimerización (azul; PDB ID: 5HVZ) y el potenciador de solubilidad, MBP (verde). La proteína plegada madura da como resultado un VHH dimérico en el que la dimerización se ve facilitada por el motivo de dimerización unido por enlaces disulfuro. El polipéptido único también contiene el potenciador de la solubilidad MBP y la etiqueta de afinidad C-terminal 6X-his. C. Representación en cinta de un VHH trimérico (naranja). La proteína plegada madura da como resultado VHH trimérico (naranja) donde la trimerización es facilitada por el homotrímero autoensamblado t-cTRP9X3 (azul). El polipéptido único también contiene una etiqueta de afinidad 6X-his C-terminal. d. Representación en cinta de VHH heptamérico (naranja) con el motivo de heptamerización (azul; PDB ID: 4B0F). La proteína plegada madura da como resultado un VHH heptamérico en el que la heptamerización se debe al enlace disulfuro intracatenario entre protómeros individuales. El polipéptido también contiene una fusión de MBP potenciadora de la solubilidad N-terminal y una etiqueta de afinidad 6X-his C-terminal. Todas las estructuras generadas usando Pymol (Schrodinger). Crédito: Nature Biotechnology (2022). DOI: 10.1038/s41587-022-01249-7. https://www.nature.com/articles/s41587-022-01249-7

Una fuente de alimento común se ha convertido en una plataforma de biofabricación que ofrece una manera de producir rápidamente cantidades masivas de medicamentos biológicos para enfermedades comunes que actualmente carecen de tratamientos efectivos. Los investigadores de Lumen Bioscience informan sobre sus innovadores métodos de ingeniería genética para expresar proteínas bioactivas en la espirulina utilizando métodos de cultivo y procesamiento a gran escala apropiados para la fabricación biofarmacéutica.

El documento también detalla las pruebas clínicas preclínicas y de etapa temprana favorables de estos anticuerpos neutralizantes fabricados y administrados por vía oral contra Campylobacter, una de las principales causas de mortalidad infantil en el mundo en desarrollo y una creciente amenaza de resistencia a los antibióticos. El producto, LMN-101, ahora se encuentra en fase 2 de ensayos clínicos, y el programa CARB-X de BARDA está financiando el desarrollo de una versión de segunda generación de este producto.

La publicación, «Desarrollo de espirulina para the Manufacture and Oral Delivery of Protein Therapeutics», se publica en Nature Biotechnology.

«La ingeniería genética ha transformado la fabricación de productos biológicos en los últimos 50 años, pero la producción biofarmacéutica a base de plantas sigue siendo un desafío difícil de alcanzar ”, dijo Jim Roberts, MD, Ph.D., autor principal, cofundador y director científico de Lumen Bioscience. «La biofabricación basada en espirulina combina la seguridad de la biotecnología basada en alimentos con métodos de ingeniería genética para producir productos biofarmacéuticos que pueden abordar necesidades médicas que las herramientas actuales de desarrollo de fármacos no han logrado resolver».

La espirulina, una cianobacteria fotosintética, es un alimento altamente nutritivo y el único microorganismo cultivado comercialmente en todo el mundo como alimento. Los intentos anteriores de convertir esta fuente de alimentos segura y escalable en una plataforma de biofabricación han resultado inútiles. En el nuevo artículo, los investigadores de Lumen detallan métodos para la expresión constitutiva y estable de proteínas terapéuticas en la espirulina, con productividades y potencias de decenas a cientos de veces más altas que las que se pueden lograr en otras plataformas basadas en alimentos. Estos avances en escalabilidad y potencia hacen que los productos biológicos administrados por vía oral sean comercialmente factibles por primera vez.

«La administración de cantidades terapéuticas de productos biológicos proteicos en el intestino presenta un desafío enorme y, por esta razón, los objetivos en el tracto gastrointestinal tienen mucho tiempo sido considerado casi no farmacable», dijo Roberts. «La plataforma de espirulina aborda elegantemente este desafío. Se puede utilizar para producir y entregar las enormes cantidades de bioterapéuticos ingeribles que se necesitarán tanto para prevenir como para tratar enfermedades gastrointestinales. La prevención y el tratamiento de enfermedades diarreicas, el ejemplo informado en el artículo de hoy, ofrece una excelente estudio de caso: estas enfermedades altamente prevalentes tienen impactos devastadores en el mundo en desarrollo, pero las herramientas tradicionales de fabricación de medicamentos no han logrado generar una solución a pesar de décadas de fuertes inversiones. El enfoque descrito en la publicación de hoy ofrece nuevas esperanzas a las personas expuestas a estas enfermedades. .»

Más allá de Campylobacter, Lumen actualmente está aplicando la tecnología a una lista creciente de enfermedades altamente prevalentes, incluidos los siguientes programas divulgados públicamente:

• LMN-201, un complejo cóctel biológico para la prevención de la infección por C. difficile (en colaboración con el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID) y Rockefeller University)
• LMN-301, un cóctel de anticuerpos para COVID-19 destinado tanto a la vía aérea superior como al tracto gastrointestinal (financiado en parte por el Comando de Investigación y Desarrollo Médico del Ejército de EE. UU. y la Fundación Bill y Melinda Gates)
• Un cóctel biológico complejo para el tratamiento de la enfermedad inflamatoria intestinal (objetivos aún no revelados)
• En colaboración con Novo Nordisk, biológicos administrados por vía oral contra objetivos gastrointestinales relevantes para la enfermedad cardiometabólica (objetivos aún no revelados) )

Explorar más

El enfoque de microagujas para tratar la alergia al maní se muestra prometedor en ratones Más información: James Roberts, Desarrollo de espirulina para la fabricación y administración oral de la terapéutica proteica, Nature Biotechnology (2022). DOI: 10.1038/s41587-022-01249-7. www.nature.com/articles/s41587-022-01249-7 Información de la revista: Nature Biotechnology

Proporcionado por Lumen Bioscience Cita: Plataforma basada en espirulina para ultra -producción a gran escala de proteínas terapéuticas (24 de marzo de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-spirulina-based-platform-ultra-large-scale-production-therapeutic.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.