Revisión de tema: pichia pastoris, una alternativa para la producción de glicoproteínas humanas de uso terapéutico. estrategias de fermentación

Abstract

La producción de proteínas humanas en células de organismos inferiores, mediante tecnología recombinante es una muy prometedora aproximación al tratamiento de muchas enfermedades producidas por la deficiencia de una proteína en particular, entre ellas cerca de 40 enfermedades de almacenamiento lisosomal. Aunque Escherichia coli (E. coli) fue el primer hospedero empleado con éxito para expresar proteínas humanas recombinantes, tiene algunas limitaciones, causadas principalmente por su inhabilidad para hacer algunas modificaciones postraduccionales, como la glicosilación. Debido a esto, la levadura Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) fue consi­derada y usada al comienzo para tales propósitos. Sin embargo, S. cerevisiae glicosila proteínas de manera muy diferente a las células humanas y produce proteínas bastante antigénicas; por este motivo algunas otras levaduras no-convencionales, como Pichia pastoris (P. pastoris), han sido usadas recientemente. En este sistema, la expresión de proteínas humanas no está asociada al crecimiento; puede crecer a altas densidades celulares, aumentando la productividad y el rendimiento de la proteína heteróloga; tiene un promotor muy eficiente, inducible por adición de metanol, el cual puede ser usado como única fuente de carbono y energía. Las modificaciones postraduccionales, parecen más semejantes a las células humanas que a las de otros sistemas no mamíferos usados para la producción de glicoproteínas humanas y no secretan considerables cantidades de proteínas endógenas, lo cual simplifica la purificación de la proteína expresada. En esta revisión se presentan estrategias para la producción de proteínas heterólogas en cultivos de alta densidad, empleando P. pastoris como sistema de expresión. Palabras clave: estrategias de fermentación; glicoproteínas humanas; P. pastoris; proteínas recombinantes; fermentation strategies; human glycoprotein; P. pastoris; recombinant protein

Producing human proteins in lower organisms' cells using recombinant technology represents a very promising approach for treating many diseases produced by a particular protein deficiency, including close to 40 lysosomal storage diseases. Although E. coli has been the first host successfully employed in expressing human recombinant proteins, it has some limitations owing to its inability to perform some post-traductional steps such as glycosylation. The yeast Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) has thusbeen initially considered and used. However, S. cerevisiae glycosylates proteins in a very different way to human cells producing highly antigenic proteins and thus some other non-conventional yeasts such as Pichia pastoris have been used recently. Human protein expression is not assodated with growth in this system; growth may occur at high cell concentrations, increasing heterologous protein productivity and yield. The system employs a very efficient, methanol-induced promoter which may be used as sole carbon and energy source. Post-traductional modifications seem more similar to human cells than those produced by other non-mammalian systems used in producing human glycoproteins; they do not secrete large amounts of endogenous proteins, simplifying expressed protein purification. This review presents some strategies for producing heterologous proteins in high density cultures using P. pastoris as an expression system.