Proteínas recombinantes

Las proteínas son componentes esenciales en todos los seres vivos. Desempeñan diversas funciones que van desde la salud humana hasta industrias como la alimentaria, textil y química. Sin embargo, suele ser complicado obtener estas proteínas de manera segura y en grandes cantidades a partir de fuentes naturales.

La ingeniería genética ha revolucionado este campo. Hoy por hoy es posible producir proteínas recombinantes en laboratorios, utilizando especies o líneas celulares distintas a las originales. Este avance tecnológico dio origen a la biotecnología aplicada a la salud a principios de los años 80.

¿Qué son las proteínas recombinantes?

Las proteínas recombinantes son aquellas producidas en laboratorio mediante la inserción de ADN recombinante en células vivas. Este proceso permite la fabricación de proteínas que imitan las secuencias genéticas humanas, utilizando líneas celulares de mamíferos no humanos que han sido modificadas para expresar estos genes.

Las proteínas recombinantes desempeñan un papel fundamental en el tratamiento de diversas enfermedades. Se utilizan para reemplazar deficiencias en factores de crecimiento, mejorar la coagulación de la sangre y reforzar el sistema inmunológico.

Entre sus aplicaciones más relevantes se encuentran el tratamiento de cáncer, enfermedades cardiovasculares, accidentes cerebrovasculares, fibrosis quística, diabetes, anemia y hemofilia, entre otras.

Producción de proteínas recombinantes

El primer paso para producir una proteína recombinante es identificar y aislar el gen que codifica la proteína. Este gen se inserta en la molécula de ADN de una bacteria. Esto facilita su manipulación y posterior transferencia a las células encargadas de producir la proteína.

Entre los soportes más utilizados se encuentra la bacteria Escherichia coli, debido a su facilidad de manejo y alto rendimiento. Sin embargo, a veces las proteínas producidas no mantienen su estructura y funcionalidad original. Para resolver este problema, se emplean soportes más complejos, como levaduras, células de insecto, células de mamífero o plantas.

¿Cómo se producen las proteínas recombinantes?

• Identificación del Gen: el primer paso en la producción de proteínas recombinantes es identificar y aislar el gen que codifica la proteína de interés.
• Clonación del Gen: una vez aislado, el gen se inserta en un vector de clonación, que es una molécula de ADN que puede replicarse dentro de un organismo huésped. Los vectores más comunes son plásmidos.
• Transformación: el vector que contiene el gen se introduce en una célula huésped, como una bacteria (por ejemplo, Escherichia coli). Este proceso se conoce como transformación.
• Expresión de la Proteína: las células transformadas se cultivan en condiciones adecuadas, lo que les permite expresar la proteína recombinante. Durante este proceso, las células utilizan la información genética para producir la proteína deseada.
• Purificación: la proteína producida se aísla y purifica de las demás proteínas y componentes celulares. Esto es crucial para obtener la proteína en cantidades suficientes y con la pureza necesaria para su uso.

Ventajas

La primera proteína recombinante producida y comercializada fue la insulina humana. Desde entonces, se han desarrollado muchas otras proteínas recombinantes para uso terapéutico, incluyendo el interferón para tratar la esclerosis múltiple, el factor VIII para la hemofilia y la hormona de crecimiento.

Estas proteínas juegan un papel fundamental en el desarrollo de vacunas, como las de la Hepatitis B y el Papiloma humano, y en ensayos de diagnóstico.

La producción de proteínas recombinantes ha evolucionado significativamente gracias a las técnicas avanzadas de biología molecular y purificación. Estas técnicas permiten obtener mayores cantidades de proteínas a un costo reducido en comparación con métodos tradicionales.

La producción de proteínas recombinantes no solo ha revolucionado la medicina y la industria, sino que también ha tenido un impacto decisivo en la salud pública. Esto subraya la importancia de la biotecnología en la mejora de la salud global.

Avances significativos

Las proteínas recombinantes han impulsado avances significativos en el desarrollo de vacunas, especialmente contra enfermedades virales. Tradicionalmente, las vacunas se producían utilizando virus atenuados o inactivados, lo que, aunque efectivo, presentaba ciertos riesgos.

Una de las innovaciones más prometedoras son las partículas similares a los virus, conocidas como VLPs (Virus Like Particles). Estas partículas se ensamblan por sí mismas y se parecen mucho a los virus reales, pero no contienen material genético, por lo que no pueden causar infecciones. A pesar de ello, son muy estables y logran activar el sistema inmunológico de manera eficaz.

Hasta ahora, se han identificado VLPs para 35 tipos de virus diferentes, con un total de 110 variantes. Además de usarse en vacunas, estas partículas también pueden presentar pequeñas partes de otros virus que activan el sistema inmune. Al introducir el material genético de una parte específica de un virus en otra, se pueden crear VLPs que generen una respuesta inmune contra ambos virus.

Lo anterior permite diseñar vacunas que protejan contra varias enfermedades al mismo tiempo. Por todo esto, las proteínas recombinantes no solo son vitales como agentes terapéuticos, sino que también son fundamentales en la creación de vacunas avanzadas y en la mejora de los diagnósticos médicos.

Desafíos y Consideraciones Éticas

A pesar de sus beneficios, la producción de proteínas recombinantes también plantea desafíos, como la posibilidad de reacciones adversas en humanos, la necesidad de regulaciones estrictas, y las preocupaciones éticas relacionadas con la manipulación genética. Las investigaciones continúan para abordar estos problemas y mejorar las técnicas de producción.

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