Células Transgénicas de Insectos

El Sistema del Expresión del Vector de Baculovirus (BEVS) se utilizó aproximadamente para el año 1997, a consecuencia de una alarmante mortandad infantil en Hong Kong. Esta fue generada por un infección altamente patogénica de la gripe aviar (H5N1). El virus anteriormente había ocasionado la muerte del 70-100% de los pollos infectados en esa localidad. Antes de que finalizara ese año 6 de cada 18 personas infectadas murieron a causa de la gripe aviar. Afortunadamente la trasmisión del virus en los humanos fue muy baja, pero la necesidad de tener vacunas efectivas contra el virus fue obvia. Ante la necesidad de la producción de vacunas hubo una gran preocupación, ya que las vacunas se generan a partir de los antígenos, de un organismo que ha sido infectado con el virus y que ha combatido la enfermedad. La alarma se produjo debido a que no existía organismos que tuvieran los antígenos del virus de la gripe aviar, ya que la mayoría de los pollos había muerto a causa de la alta patogenicidad del virus. La tecnología que ofreció una solución a este problema fue el uso de células de insectos. El cDNA codificado del gen hemaglutinado (HA) de la gripe aviaria (H5N1) fue usado para producir las subunidades de las vacunas. Durante 6 semanas, Protein Sciences Corporation (PSC) creo un antígeno HA para hacer prueba en los pollos. Las pruebas confirmaron inmunogenicidad y más aun protección contra cambios letales del virus en los pollos. Cuatro semanas después, 1700 dosis fueron enviadas para el NIH para utilizarlas en pruebas en humanos. Esta compañía recibió la aprobación de la Food and Drug Administration (FDA) para el uso de las pruebas de antígenos en humanos. Los estudios señalaron que BEVS expresado en el virus H5 HA inducía anticuerpos funcionales en individuos que no se habían expuesto al virus H5.

Hasta el momento se han creado vacunas y productos para el uso terapéutico pero estos se encuentran en fases de investigación clínicas. Ejemplo de ellos son: Dendreon Corporation localizada en Seattle, donde se llevan a cabo estudios sobre una vacuna para el cáncer de la próstata, los cuales se encuentran en la fase III, Glaxo Smith Kline en London desarrolla estudios clínicos con una vacuna para el papiloma humano y Protein Sciences Corporation (PSC) planeo iniciar en el 2004 la fase III de investigación de la vacuna para la influenza. Esta compañía esta haciendo pruebas para desarrollar vacunas a base de proteínas recombinantes, entre estas: SIDA, Malaria, Cáncer, Influenza viral fase I y II en humanos, estas se encuentran en los pasos iniciales para regulación de las mismas.
La tecnología del BEVS puede ser utilizada poderosamente en el área de la manufactura para proveer soluciones al cuidado de la salud, pandémica, biodenfensa y escenario de emergencia. Se esta explorando el potencial de esta tecnología para el rápido desarrollo de las vacunas contra el SARS.
Como pueden apreciar hasta el momento en la información suministrada, no existen productos en el mercado que hayan sido creados con esta técnica, aunque algunos han sido usados a gran escala solo para resultados de investigaciones y con la aprobación de la agencia pertinente, (FDA).

Referencias:

MJ Cox, M. "Commercial Production in Insect Cells". Bio Process International. June 2004, 3:34-38

http://www.revista-anaporc.com/curso/noveno3.htm (la lamina es de esta direccion de internet)

El genoma de los baculovirus consta de una molécula circular de ADN, de un tamaño de entre 88 y 200 kb. El sistema de expresión del Baculovirus es usado para expresar genes heterólogos en células y larvas de insectos. Los baculovirus son un tipo de virus que infectan artrópodos, especialmente insectos. Durante su infección, las partículas virásicas se empaquetan en unos grupos llamados cuerpos poliédricos, que son cuerpos de inclusión localizados en el núcleo celular, compuestos mayoritariamente de la proteína poliedrina.

1. Se inserta el ADN heterólogo en un vector intermedio llamado de transferencia, que no posee capacidad infectiva, es un vector con secuencias de E. coli (para hacer las manipulaciones fácilmente en la bacteria), y que lleva el promotor de la poliedrina, al cual se inserta el gen de interés.

2. Se co-transfectan células de insecto con el vector que lleva el ADN clonado y con ADN virásico no recombinante.

3. La recombinación in vivo entre el vector de transferencia y secuencias del genoma virásico, con lo que se generan genomas recombinantes que se pueden seleccionar y usar para producir la proteína de interés.

Actualmente, el baculovirus se esta utilizando en la producción de vacunas de subunidades, debido a su enorme capacidad de expresión. Este es un virus de insectos que se puede replicar en líneas celulares estables de insecto y cuyo promotor de expresión es el gen de la polihidrina. Este gen supone aproximadamente el 60% de las proteínas totales del baculovirus y puede ser sustituido por genes foráneos. Mediante este sistema, se han producido y expresado proteínas en las células de insecto frente a varios virus animales como: la lengua azul, el parvovirus porcino y canino. Incluso se han logrado expresar varias proteínas a la vez en forma semejante a del virión ("Virus like particles VLP" o partículas que parecen virus,) como es el caso de la "lengua azul", produciéndose un producto de gran capacidad inmunogénica.

Aunque los poliedros se necesitan para la infección, no se requieren para mantener el cultivo celular infectado. Por lo tanto, el gen de la poliedrina es dispensable y puede hacerse hueco en esa parte del genoma para manipulación genética. Como el genoma es demasiado grande para manipular directamente, se recurre a presentar las ventajas de que las proteínas foráneas se expresan a alto nivel, experimentando modificaciones postraduccionales similares a las de mamíferos. Su costo de producción es superior al de levaduras, pero menor que el de células mamíferas.

Hoy día ya se pueden usar cultivos de células de insectos en biorreactores parecidos a los empleados con los microorganismos. Se han hecho avances en diseño de medios de cultivo más sencillos y baratos, que no necesitan suero. Todo ello permite el escalado, esencial para la producción de grandes cantidades de proteínas terapéuticas recombinantes.

Una de las aplicaciones más importantes de los baculovirus derivados de cultivos de células de insectos es su uso como insecticidas biológicos selectivos y seguros, que se emplean sobre todo en lucha biológica e integrada frente a plagas que afectan a los bosques.

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Referencias:

1) Invitrogen Corporation 1600 Faraday Avenue Carlsbad, California 92008 “Instruction Manual Guide to Baculovirus Expression Vector Systems (BEVS) and Insect Cell Culture Techniques”

2) Dr. Sánchez-Vizcaíno, J. M “Vacunas de Nueva Generación.” Curso de introducción a la inmunología porcina.

3) Iáñez Pareja, E. “ Manipulación de expresión”, Instituto de Biotecnología, Universidad de Granada. February 15, 2005

Las células transgénicas de insectos son células modificadas genéticamente para producir proteínas recombinantes, las cuales son similares a proteína encontradas en el sistema de los mamíferos. Para llevar a cabo esta modificación genéticamente se utiliza como herramienta de investigación el sistema del vector de expresión del baculovirus (BEVS- “Baculovirus Expresión Vector System”), comúnmente se encuentran en los vegetales verdes y por lo tanto forman parte de una dieta saludable de todos los individuos. El nombre baculovirus se deriva del latín baculum (barra), el cual describe la forma del virus. Sus hospederos son mayormente insectos de las especies Lepidóptera, tales como: la polilla, las moscas y las mariposas, en las cuales causa enfermedades fatales. La tecnología de ensamblaje llamado Sistema de Expresión de Baculovirus (BEVS) es una producción rápida de proteínas recombinantes en células de insectos. Esta técnica se comenzó a utilizar en 1983, y se convirtió en uno de los mas versátiles y poderoso sistema de vectores eucarióticos para la expresión de proteínas recombinantes. El pionero en este sistema fue el Dr. Max D. Summers (US Patent No. 4,745,051: Method for Producing a Recombinant baculovirus Expression Vector, Granted May 17, 1988).

El BEVS es extensamente usado para producir proteínas recombinantes que incluyen glucoproteínas, para varias aplicaciones biomédicas. En este sistema el baculovirus es modificado genéticamente para que codifique con la proteína de interés que luego es utilizada como vector para transportar eficientemente el gen extraño al hospedero. El virus también contribuye a una compleja trascripción y promotores fuertes que provean un nivel de alta expresión. El hospedero traduce el RNA y el proceso resulta en proteínas eucariotas.

Hasta el momento esta técnica se encuentra en fase de estudios clínicos, no se utilizan en humanos. Es un buen candidato para producir algunas vacunas que combatan ciertas enfermedades como: cáncer, papiloma humano, malaria, SIDA e influenza.

Referencia

Cox, Manon MJ. June 2004. Commercial Production in Insect Cells. BioProcess International. 3: 34-38.

Growth and Maintennance of Mimic Insect Cells. Catalog no. 12552-014. Version B. 21 August 2003.

Technology Disclosure: Various Techs Baculovirus Insect Cell Expression System. University of Wyoming laboratory.