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La insulina humana es una proteína compuesta por 51 aminoácidos con un peso molecular de 5808 Da, que es producida por las células B del páncreas, y juega un rol esencial en la regulación del metabolismo de glúcidos y grasas. Se sintetiza como preproinsulina y se dirige por un péptido señal que lleva incorporado en su secuencia al retículo endoplasmático. Al llegar a este se corta el péptido señal y se tiene la proinsulina. En el retículo endoplasmático la proinsulina adquiere su configuración nativa gracias a un adecuado plegamiento y presenta tres puentes disulfuro.
La proinsulina sigue la red del trans-Golgi, donde es procesada por una serie de endopeptidasas conocidas como prohormona-convertasas (PC1 y PC2), y exoproteasas carboxipeptidasas E. Las endopeptidasas cortan en dos puntos concretos dando lugar a la liberación del péptido C. Queda así la insulina madura, que está formada por una cadena A de 21 aminoácidos y una cadena B de 30 aminoácidos unidas por dos puentes disulfuro, y teniendo la cadena A un tercer puente disulfuro, si bien en este caso es intracatenario.
El trabajo pionero que daría lugar al nacimiento de la ingeniería genética gracias a las técnicas de clonación de DNA es responsabilidad de Stanley Cohen y Herbert Boyer. Su hallazgo permitió el desarrollo de la producción de proteínas recombinantes con aplicaciones terapéuticas como lo es la insulina y la hormona del crecimiento. La primera fue clonada en 1978 y la segunda en 1979 en Escherichia coli para facilitar su expresión; y precisamente la primera licencia obtenida para un producto obtenido a través de la tecnología del DNA recombinante fue la de la insulina, desarrollada por Genetech y licenciada y llevada al mercado por Eli Lily en 1982.
Siguiendo esta senda, en 2012 ya había más de 300 productos biofarmacéuticos incluyendo proteínas terapéuticas y anticuerpos, cuyas ventas exceden los cien billones de dólares, siendo los anticuerpos monoclonales lo más destacado en ventas con más de 18 billones de dólares, seguidos por el mercado de las hormonas con 11 billones y de los factores de crecimiento con 10 billones.
Previamente al desarrollo de la tecnología del DNA recombinante, los pacientes diabéticos, ya desde los años veinte, eran tratados con insulina, la cual se purificaba del páncreas de vacas y cerdos. Actualmente, la insulina humana recombinante tiene múltiples plataformas de expresión siendo las más desatacadas la ya mencionada Escherichia coli, y la levadura Saccharomyces cerevisiae (no obstante, aunque sea la levadura utilizada predominantemente a gran escala para la producción comercial de insulina, algunas otras especies de levaduras son candidatas a ello). Además, aunque en menor medida en este caso, las células de mamíferos, y animales y plantas transgénicos pueden ser utilizados como sistemas de expresión de insulina recombinante.
Los sistemas de expresión que emplean células de mamíferos tienen un papel muy destacado en la producción de productos biofarmacéuticos como se puede deducir del gráfico superior, que muestra el porcentaje de productos biofarmacéuticos obtenidos según los distintos sistemas de expresión posibles.
La incidencia de la diabetes ha ido acrecentándose en los últimos años, a tal punto que se estima que pueda haber más de 300 millones de diabéticos en 2025, de modo que el mercado de la insulina se verá incrementado llegando a producciones de más de 16000 kg al año, además de encontrarse nuevas vías de administración de ésta como la oral o incluso la inhalación.
Aquí tenéis más información sobre la insulina como proteína y su participación en la regulación del metabolismo.
Nabih A. Baeshen, Mohammed N. Baeshen, Abdullah Sheikh, Roop S. Bora, Mohamed Morsi M. Ahmed, Hassan AI Ramadan, Kulvinder Singh Saini and Elrashdy M. Redwam. 2014. Cell factories for insulin production. Microbial Cell Factories, 13:141.
Líquidos iónicos para la administración oral de la insulina
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Lo que debes saber sobre Biotecnología industrial: claves, desarrollos y comunicación - Fundacion Antama dice:
El 11/03/2022 a las 11:04
[…] hace muchos años pero no son conscientes de ello, de ahí la importancia de comunicar. “Cuando te inyectas insulina nadie dice que es insulina artificial. En el mercado se está diciendo que la carne del laboratorio […]
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