Principais estratégias de biologia molecular para viabilizar o emprego de biomoléculas oriundas de

micro-organismos extremófilos como biofármacos, bem como para o aprimoramento dessas

biomoléculas

Profa Dra Gisele Monteiro

FBT/FCF/USP

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

Faculdade de Ciências Farmacêuticas

Quando usar organismo geneticamente modificado?

• MO patogênicos

• Fonte rara ou perigosa

• Rendimento baixo no MO original

• Difícil condição de crescimento e produção

• Produto tóxico para o MO original quando em altas concentrações

• Plantas de produção já estabelecidas

• Potencial de criar moléculas que não existiriam na natureza –

biobetters.

Expressão de proteínas antigênicas do vírus da

hepatite B – produção de vacina em levedura

U$10/dose

U$0,23/dose

Esquema: Watson et al., 1998. Recombinant DNA, 2nd edition, Scientific American Books

Quando usar organismo geneticamente modificado?

•MO patogênicos

•Fonte rara ou perigosa

•Rendimento baixo no MO original

•Difícil condição de crescimento e produção

•Produto tóxico para o MO original quando em altas concentrações

•Plantas de produção já estabelecidas

•Potencial de criar moléculas que não existiriam na natureza –

biobetters.

Enzimas e medicamentos

Quando usar organismo geneticamente modificado?

•MO patogênicos

•Fonte rara ou perigosa

•Rendimento baixo no MO original

•Difícil condição de crescimento e produção

•Produto tóxico para o MO original quando em altas concentrações

•Plantas de produção já estabelecidas

•Potencial de criar moléculas que não existiriam na natureza –

biobetters.

Preciso usar OGMs - estratégias

• Escolher a fonte do material genético

• Escolher a célula hospedeira

• Escolher o tipo de transformação

– Seleção x estabilidade x quantidade

Figure 8-43 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Transcriptase reversa

Ligação de fatores de transcrição

3 5

5 3

Fita codificadora

Fita molde

Ligação da RNA polimerase

Início da transcrição

5 3

+1 = sítio de início da transcrição

Região 5 não traduzida

ATG = início da ORF

Fim da ORF = códon de

terminação

Região 3 não traduzida, sítio do término da

transcrição

5 3

3 5

3 5

Preciso usar OGMs - estratégias

• Escolher a fonte do material genético

• Escolher a célula hospedeira

• Escolher o tipo de transformação

– Seleção x estabilidade x quantidade

Produção de insulina humana em E. coli

Eritropoietina (EPO)

Leveduras geneticamente modificadas para produzir padrão de glicosilação humanizado.

Preciso usar OGMs - estratégias

• Escolher a fonte do material genético

• Escolher a célula hospedeira

• Escolher o tipo de transformação

– Seleção x estabilidade x quantidade

Transformação

• Plasmídeo epissomal – Muitas cópias por célula

– Exige seleção constante

– Marcas de seleção – antibióticos (aspectos regulatórios)

• Integrativo no DNA genômico – Estável

– Uma ou poucas cópias

– Seleção apenas 1 vez

– Integrar em locais que diminuem a produtividade

Principais estratégias de biologia molecular para o desenvolvimento de biobetters

Qual objetivo de bioprospecções?

Figure 7-1 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Ex. Asparaginases

Ex. Asparaginases: asnA x asnB

Asparaginases tipo II

Mutação racional

Patel et al, 2009. J. Clin. Invest. 119:1964–1973 (2009). doi:10.1172/JCI37977

N24*

Patel et al, 2009. J. Clin. Invest. 119:1964–1973 (2009). doi:10.1172/JCI37977

Maggi ey al., 2017. SREP7: 14479 | DOI:10.1038/s41598-017-15075-4

Mutações randômicas - epPCR

Atividade no soro - teste in vivo

Mutante A mutante B Mutante A mutante B

Formação de anticorpos anti-ASNase

*

* * *

Obrigada!!!