Vacunas de ARNm más baratas
Investigadores de la Universidad Tecnológica de Graz producen pseudouridina mediante síntesis biocatalítica
El nuevo método patentado para la producción del importante componente de las vacunas de ARNm, la pseudouridina, es más eficaz, sostenible y rentable que la síntesis química utilizada hasta ahora.
Bernd Nidetzky y su equipo logran la biocatálisis de la pseudouridina
Lunghammer - TU Graz
Investigadores del Instituto de Biotecnología e Ingeniería Bioquímica de la Universidad Técnica de Graz y del Centro Austriaco de Biotecnología Industrial (acib) han desarrollado un método novedoso para la producción de componentes centrales de vacunas de ARNm y han solicitado su patente. En un artículo publicado en la revista especializada Nature Communications, Bernd Nidetzky, Martin Pfeiffer y Andrej Ribar explican cómo produjeron el ingrediente esencial de las vacunas, la pseudouridina, mediante síntesis biocatalítica y crearon así una alternativa al método anterior de síntesis química.
Basta con un paso del proceso
Esta alternativa ofrece algunas ventajas decisivas. La síntesis química de la pseudouridina no sólo requiere reactivos tóxicos y materias primas raras, sino que también consume mucha energía y tiempo debido a los cuatro a ocho pasos de proceso necesarios y al enfriamiento a 20 grados bajo cero. La biocatálisis, en cambio, sólo requiere un paso del proceso con cuatro reacciones paralelas que tienen lugar a temperatura ambiente. Además, sólo se necesitan cuatro enzimas como catalizadores (uridina fosforilasa, fosfopentosa mutasa, pseudouridina monofosfato glicosidasa y fosfatasa), que pueden producirse fácilmente con la bacteria E. coli. La biocatálisis tampoco produce materiales de desecho; el único residuo es el fosfato, pero éste se recicla de nuevo durante el proceso de catálisis.
Otra ventaja importante es la eficiencia. Como, en definitiva, la producción química de pseudouridina convierte la uridina natural, que es menos eficiente para las vacunas, no hay un rendimiento del 100% durante el proceso de conversión. Sin embargo, debido al menor número de pasos del proceso, la síntesis biocatalítica alcanza un rendimiento de entre el 92 y el 95 por ciento, frente a sólo entre el 40 y el 50 por ciento de los procesos químicos publicados hasta ahora.
Inspiración en la naturaleza
Los investigadores basaron el desarrollo de este nuevo proceso en uno de sus estudios anteriores en el que descubrieron que la enzima YeiN es un biocatalizador para la producción de nucleótidos C. Dado que la pseudouridina es el nucleósido C de la uridina, el componente básico del ARN, tuvieron la idea de tomar la uridina, que puede producirse en grandes cantidades mediante fermentaciones bacterianas, como materia prima y restablecer el enlace entre sus componentes básicos. Para ello se inspiraron en la naturaleza.
A diferencia de la pseudouridina, la uridina tiene un enlace N-glicosídico, que se escinde en ribosa-1-fosfato (azúcar) y uracilo durante la degradación natural en las células por medio de la enzima uridina fosforilasa. A continuación entra en juego la enzima fosfopentosa mutasa, que reorganiza la ribosa-1-fosfato en ribosa-5-fosfato, que se metaboliza en las células. A continuación se aplica la enzima YeiN, que se utiliza para unir la ribosa-5-fosfato y el uracilo en pseudouridina-5-fosfato. La fosfatasa se utiliza para separar el fosfato de la pseudouridina y se alcanza el objetivo. Como la pseudouridina es mucho menos soluble en agua que la uridina, simplemente cristaliza en el transcurso de la reacción y, por tanto, puede obtenerse fácilmente filtrando el sobrenadante de la reacción.
Producción en breve a mayor escala
"Nuestro trabajo demuestra que la biocatálisis es una potente alternativa a la síntesis química de nucleótidos C como la pseudouridina", explica Bernd Nidetzky, director del Instituto de Biotecnología e Ingeniería Bioquímica de la Universidad Técnica de Graz. "Esperamos poner pronto en práctica la producción a mayor escala y, de este modo, poder disponer de pseudouridina de forma sostenible y barata en mayores cantidades. Esto también podría abaratar la producción de vacunas de ARNm a medio plazo, ya que los socios potenciales de la industria podrían implementar nuestra aplicación con bastante rapidez."
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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