Microorganismos los obreros invisibles de la industria farmaceutica

Actualmente hay varios grupos de investigación desarrollando factorías celulares basadas en plataformas microbianas – mediante modificaciones genéticas – con capacidad y/o mejora en las modificaciones postraduccionales que pueden incorporar el patrón de glicosilación característico de las células de mamífero, así como también mejoras en otros problemas no menos importantes como son la secreción y plegamiento de las moléculas sintetizadas [5,6]; por ejemplo, E. coli es comúnmente conocida por tener el plegamiento deficiente de las moléculas sintetizadas, por lo que se acumulan en su interior en forma insoluble, lo que se conoce como cuerpos de inclusión – esto requiere un proceso adicional de procesamiento de estos cuerpos insolubles para obtener de forma activa el producto recombinante final–. En el caso de la levadura P. pastoris hay cepas comerciales modificadas con el mismo patrón de glicosilación que los humanos, como la plataforma Pichia GlycoSwith ®.

En la parte operativa industrial e ingeniería, las dos plataformas – i.e. células de mamífero y microorganismos – presentan la misma estructura de bioproceso: primero crecimiento celular, asociado a la producción de la molécula – conocido como upstream –, y la posterior recuperación y purificación de la molécula – conocida como downstream –. No obstante, las plataformas microbianas presentan tiempos de producción más cortos y sistemas de altas densidades celulares, haciendo que los procesos sean más económicos, comparados con las células de mamífero, como se ha comentado anteriormente – a esto se le suma que los medios de cultivo de las células de mamífero suelen ser mucho más caros que los de bacterias y levaduras –.

En lo referente a las operaciones, seguramente en el downstream es donde hay más diferencias entre las dos plataformas: en las producciones con microorganismos en algunos casos hay etapas de solubilización y plegamiento de proteínas, como el caso de E. coli comentado anteriormente, mientras que en las células de mamíferos a menudo se necesitan de etapas de inactivación vírica. No obstante, por la general la producción con CHO – la principal plataforma de células mamíferas para la producción de biofármacos – presenta un downstream más simple y/o eficiente que las plataformas microbianas, ya que la síntesis y expresión de las biomoléculas es más pura [5].

Por otro lado, si se analizan las características de ingeniería de los equipos utilizados, en general sus atributos son similares – i.e. agitación, aporte de oxígeno, control temperatura, entre otros –, aunque con distintos rangos de valores. Un buen ejemplo de ello es la irrupción de las tecnologías single use, especialmente en los biorreactores; los biorreactores single use son de gran utilidad para las plataformas de células de mamífero – de hecho, actualmente la inmensa mayoría de biorreactores utilizados en células de mamífero son de single use –, evitando principalmente contaminaciones, pero suelen tener una baja transferencia de materia – admiten poca agitación – y una baja transferencia de calor – son materiales con mala conducción térmica – que limitan su uso en las plataformas microbianas. Sin embargo, ya existen biorreactores single use mejorados aplicándose a la producción en factorías celulares de bacterias y levaduras.

Aunque las plataformas microbianas presentan limitaciones biológicas quedando fuera de poder producir ciertos biofármacos, a nivel técnico sus productividades superan a las plataformas de células de mamíferos. La investigación científica en la producción de biofármacos con microorganismos tiene como objetivo solventar estas limitaciones biológicas.

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