Alumna: Ingrid Elizabeth Meléndez Romero

Titular de la materia: Dra. Patricia Ponce Noyola

Materia: Biología Molecular

Clave: BI30103

10 de Junio de 2013

INTRODUCCIÓN

Los medicamentos transgénicos son producidos por organismos a los que se incorporan genes nuevos utilizando la técnica del ADN recombinante, es decir, mediante OGM (organismos genéticamente modificados). Por dicha técnica se transfiere artificialmente la información específica de un organismo a otro.

Un ejemplo de este suceso es la producción de la insulina humana que es obtenida a través de ciertas bacterias y levaduras, la cual ayuda a regular la enfermedad de la diabetes mellitus.

¿Qué es la insulina?La insulina es una molécula muy pequeña: sólo contiene 254 átomos de carbono, 337 de hidrógeno, 65 de nitrógeno, 75 de oxígeno y 6 de azufre.

Se necesitaron 12 años más para descubrir que la insulina se excreta y se almacena como proinsulina, inactiva, que se escinde a insulina activa con sus cadenas y a un resto llamado péptido C.

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PRODUCCIÓN DE INSULINA ENDÓGENA

Las células β fabrican insulina en etapas. La

primera etapa es la producción de la

proinsulina, la cual es una molécula formada

por una cadena proteínica de 81

aminoácidos, que es precursora de la

insulina

. Las células β del páncreas procesan la

proinsulina convirtiéndola en

insulina por la sustracción enzimática del péptido C, que es una estructura de 30

aminoácidos que conecta las cadenas A

y B.

El péptido C se segrega en las mismas

cantidades que la insulina y, de hecho, circula en la sangre más tiempo que la

insulina, por lo que es un preciso marcador

cuantitativo del funcionamiento de las

células β.

Hasta 1983 toda la insulina utilizada para el tratamiento de la diabetes era extraída de páncreas de porcino y bovino; sin embargo, su uso prolongado provoca en algunos individuos una respuesta inmune.

ES DESEABLE LA OBTENCIÓN DE INSULINA HUMANA.

Se han desarrollado métodos de obtención de insulina humana mediante Ingeniería Genética. La Ingeniería Genética es un conjunto deMetodologías que permiten el aislamiento, caracterización y

Manipulación del materál genético de los seres vivos.

Desde 1974 ha sido posible aislar genes de algunos organismos e introducirlos en otros para su expresión.

El objetivo sería conseguir que los genes humanos responsables de la producción de la hormona se expresaran en la bacteria, y de este modo, lograr que produjeran la insulina a grandes velocidades, pudiéndose escalar el modelo en tanques de fermentación para la obtención de grandes cantidades.

La insulina es el primer caso de proteína producida por ingeniería

genética aprobada para uso en humanos, desde 1982.

¿Cómo se logra la obtención de insulina recombinante?

1• Obtención por síntesis química del gen

deseado

2

• Aislamiento del gen en un vehículo de transporte que permita una expresión eficiente y estable en el organismo receptor.

3• Introducción del gen en el organismo (E. coli).

Descripción del procesoSe sintetizaron químicamente las cadenas de ADN con las secuencias correspondientes a las cadenas de glicocola y fenilalanina, siendo necesarias 63 nucleótidos para la primera y 90 para la segunda más un triplete para señalar el fin de la traducción.

Los genes sintéticos A y B se insertaron por separado en el gen bacteriano responsable de la b-galactosidasa y presente en un plásmido. Los plásmidos recombinantes se introdujeron en E. coli donde se multiplicaron, fabricando un ARN que tradujo una proteína quimérica, en la que una parte de la secuencia de la b-galactosidasa estaba unida por una metionina a la cadena de glicocola o de fenilalanina de la insulina.

Como ninguna de las cadenas de insulina contiene metionina, esto se aprovecho para separar las cadenas de la insulina del resto de proteína quimérica rompiéndola con bromuro de cianógeno que destruye la metionina. Después de purificadas, las cadenas se unieron mediante una reacción que forma puentes de disulfuro.

ESTO NOS DA COMO RESULTADO LA INSULINA ACTIVA.

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La pureza y actividad del producto se prueba en ratas. Una vez que funciona el modelo en el laboratorio (donde se manejan volúmenes de 10 mL) se prueba en lo que se conoce como planta piloto, donde es posible hacer un escalamiento de 10 a 100 litros.

La recuperación de las células bacterianas se lleva a cabo por filtración. Posteriormente se rompen las células por medio de una prensa francesa a fin de que se liberen los productos proteicos intracelulares. Los cuerpos de inclusión, donde se encuentra la proteína de interés, son recuperados por centrifugación diferencial. Hasta ahora se han obtenido 1.2 g de Insulina activa/L de cultivo en el escalamiento de 10 L y 0.59 g/L en el de 100L. En ambos, la eficiencia del proceso es de un 60%.

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¿Insulina humana VS Insulina animal?

La insulina de tipo humano proviene de bacterias alteradas por medio de ingeniería genética que producen una insulina muy similar a la de los humanos, de aquí que se le denomine insulina humana o recombinante.

Beneficios Es menos inmunológica: produce

menos formación de Ab. Es física y químicamente equivalente

a la insulina pancreática humana. Su producción es más rápida y se

genera en grandes cantidades, por lo que puede encontrarse en gran parte del mundo.

Consecuencias Atrofia (desgaste de los tejidos

grasos debajo de la piel) puede ocurrir en los sitios de inyección dejando un ligero hundimiento.

Hipertrofia (hinchazón del tejido graso) se reconoce por el abultamiento en las zonas de inyección.

El costo de esta es más caro por las empresas que la han patentado.

Producción en MéxicoPodemos encontrar la compañía Eli Lilly la mas reconocida en el país quien trae al mercado Humulin N y 70/30 cuya presentación comercial es una caja con 2 cartuchos de 3 ml cada uno que equivale a 600 UI y se utiliza Humapen Ergo que es un dispositivo de aplicación de insulina que usa una aguja muy delgada, lo que facilita que el paciente se adhiera el tratamiento.

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Y para concluir…

El desarrollo de esta clase de tecnologías en México es muy importante, ya que por este medio podrán subsanarse necesidades clínicas de manera inmediata.

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REFERENCIAS

http://www.ejournal.unam.mx/cns/no34/CNS03408.pdf

http://www.iqb.es/d_mellitus/historia/historia07.htm

http://tecnocienciaysalud.com/insulina

http://3.bp.blogspot.com/-hgo0TdsvLHg/UNxfGJylv5I/AAAAAAAAACI/BbAyeUKcKd8/s1600/dm_004a.gif

http://www.diabetesaldia.com/seccion.asp?pid=15&sid=587