Proteína sanguínea de arroz
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La proteína plasmática muy codiciada, la albúmina sérica humana (HSA), ahora se puede producir con un alto rendimiento y pureza en el arroz, según un informe publicado hoy (31 de octubre) en Proceedings of the National Academy of Sciences. El uso de la proteína derivada del arroz en lugar de su contraparte derivada de la sangre no solo aliviará la demanda, sino que también eliminará el riesgo de propagación de enfermedades.
“Los autores han demostrado una purificación a gran escala y una equivalencia funcional con los humanos HSA,” dijo Richard Twyman de Pharma-Planta, un consorcio de la UE destinado a producir proteínas farmacéuticas en plantas, y la Universidad de Warwick, Reino Unido, que no participó en el estudio. «Han desarrollado potencialmente una muy buena alternativa para proporcionar HSA en la clínica».
HSA se utiliza para una variedad de aplicaciones clínicas, como el tratamiento de la pérdida de sangre, quemaduras graves y retención de líquidos abdominales. causada por la cirrosis (cicatrización) del…
Existe una gran demanda de plasma HSA, pero realmente escasea, explicó el investigador principal Daichang Yang de la Universidad de Wuhan, China. Actualmente, el único suministro de HSA es el extraído de sangre humana. Además de la disponibilidad limitada de donantes de sangre, el uso de plasma HSA también conlleva un alto riesgo de propagación de enfermedades, como el SIDA y la hepatitis, dijo Yang. Consideramos usar una producción basada en plantas para satisfacer la demanda del mercado y reducir el riesgo.
Yang y sus colegas no son los primeros en intentar la producción de HSA humana mediante ingeniería genética en otras especies. Se han probado levaduras, bacterias, patatas y plantas de tabaco, pero cada una ha tenido problemas de viabilidad. El problema con la HSA microbiana ha sido que los pequeños rastros de contaminantes microbianos son tóxicos o inducen reacciones inmunitarias en los humanos, lo que significa que requieren una purificación extensa y esto aumenta enormemente los costos, explicó Twyman. El HSA producido en papas o tabaco no conlleva tales riesgos de contaminación, pero ninguna de estas fuentes ha proporcionado un rendimiento suficiente para ser rentable.
Para aumentar el rendimiento, Yang y sus colegas recurrieron al arroz. Específicamente, se enfocaron en la parte del arroz que comemos, el endospermo dentro del órgano de almacenamiento natural de nutrientes de la semilla y, por lo tanto, un sitio excelente para la acumulación y el almacenamiento estable a largo plazo de proteínas recombinantes. Al impulsar la expresión del gen HSA en el endospermo, el equipo logró obtener 2,74 gramos de proteína HSA pura por kilogramo de semilla de arroz, más de 25 veces los 0,1 gramos de HSA recolectados de un kilogramo de hojas de tabaco.
Además de obtener un alto rendimiento, la HSA derivada del arroz compartió el mismo peso molecular, estructura cristalina, sitios de unión molecular y otras características bioquímicas que la HSA derivada de la sangre. Estas similitudes se tradujeron en equivalencia funcional en las pruebas de unión de ligandos, promoción del crecimiento celular en cultivo y tratamiento de la retención de líquidos en un modelo de cirrosis hepática en ratas.
La HSA derivada del arroz también mostró una inmunogenicidad equivalente. a la de la HSA plasmática. Es decir, los animales a los que se les inyectó HSA de arroz o HSA de plasma desarrollaron reacciones inmunitarias similares.
La caracterización química, biofísica e inmunológica de la proteína altamente purificada del arroz muestra que es idéntica en todos los aspectos a la albúmina sérica humana. aislado del plasma sanguíneo, dijo Diter von Wettstein de la Universidad Estatal de Washington, quien no participó en el estudio.
A pesar de estas similitudes, antes de que el arroz HSA pueda usarse en humanos, deberá pasar por extensos ensayos clínicos. . Además, para generar cantidades suficientes de HSA para satisfacer la demanda mundial, una producción estimada de 500 toneladas al año deberá ampliarse a la agricultura de campo abierto, lo que traerá su propia parte de la burocracia. Por lo tanto, si bien las perspectivas para las HSA de arroz son emocionantes, dice Twyman, mañana no veremos el reemplazo de las HSA derivadas de la sangre.
Y. He et al., Producción a gran escala de albúmina sérica humana funcional a partir de semillas de arroz transgénicas, Actas de la Academia Nacional de Ciencias, doi/10.1073/pnas.1109736108, 2011.
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