Modifican microbios que hacen sustancias farmacéuticas
El equipo de investigadores de Mattheos A. G. Koffas, del Departamento de Ingeniería Química, de la Universidad de Buffalo, en Nueva York, está particularmente interesado en desarrollar nuevas moléculas que puedan usarse para el tratamiento de enfermedades crónicas como la diabetes tipo II y la obesidad.
La Universidad de Buffalo, en Estados Unidos, modifica genéticamente microbios para usarlos como fábricas de nuevos compuestos farmacéuticos, una producción que pretende ser eficiente y a bajo costo.
En un trabajo que se que podría transformar de modo radical la forma en que se producen comercialmente muchos compuestos farmacéuticos, los investigadores han alterado genéticamente microorganismos como la E. coli, para convertirlas en diminutas fábricas celulares.
El equipo de investigadores del Departamento de Ingeniería Química, de la Universidad de Buffalo, en Nueva York, está particularmente interesado en desarrollar nuevas moléculas que puedan usarse para el tratamiento de enfermedades crónicas como la diabetes tipo II y la obesidad.
Gracias a la utilización de bacterias adaptadas a fines específicos, enzimas especializadas y materias primas naturales, la biosíntesis microbiana reduce o elimina la necesidad de utilizar fuentes petroquímicas, temperaturas elevadas, tóxicos catalizadores de metales pesados, niveles de acidez extremos y disolventes peligrosos.
Además, las enzimas naturales utilizadas por los autores de esta nueva investigación pueden facilitar reacciones difíciles de lograr por medio de la química convencional.
Los investigadores buscan ahora cómo lograr "entrenar" a los sistemas microbianos para producir, en grandes cantidades, productos químicos que serán utilizados como fármacos o para lograr procesos de producción más eficientes, menos costosos y más respetuosos con el medioambiente.
Mattheos A. G. Koffas, jefe del equipo de Química, de la Universidad de Buffalo, y sus colegas produjeron aproximadamente 400 miligramos de flavonoides por litro de cultivo celular, un rendimiento mucho mayor que el máximo obtenido por otros procedimientos de síntesis microbiana, con alrededor de 20 miligramos por litro.
Es posible mejorar el rendimiento de la producción de este nuevo sistema, y el equipo está investigando varias estrategias encaminadas a ese fin.
Otro gran desafío para la biosíntesis microbiana es que las enzimas requeridas para ciertos pasos químicos tienen requisitos especiales que la célula que actúa como fábrica no puede cumplir con eficacia. En algunos casos, la enzima necesita ser rediseñada, mientras que en otros la célula es la que requiere una modificación.
Logros del Departamento de Química
El laboratorio de Koffas logró recientemente en la E. coli la expresión funcional de ciertas enzimas muy empleadas en la naturaleza, pero no expresadas con facilidad por los microorganismos más importantes de la industria. Estas enzimas son esenciales en la síntesis de productos naturales. Por ejemplo: tanto el Taxol, medicina contra el cáncer de mama producida actualmente por medio de cultivos vegetales, y la artemisinina, fármaco contra la malaria, tienen estas enzimas en sus sendas de biosíntesis.
El laboratorio de Koffas ha introducido formas de modificar tanto estas enzimas como la célula usada como fábrica, mejorando así su rendimiento en la producción de flavonoides.
Los métodos de biosíntesis microbiana también están haciendo más fácil la creación de fármacos análogos a los existentes, así como nuevas moléculas para su empleo en una gama amplia de terapias.