Producción recombinante de péptidos con potencial terapéutico en Escherichia coli

Abstract

Durante las últimas décadas, una rama de la investigación biotecnológica se ha enfocado en desarrollar y optimizar procesos de producción de proteínas recombinantes orientadas a aplicaciones terapéuticas. En particular, los péptidos terapéuticos ofrecen actualmente un nuevo potencial comercial para la industria farmacéutica y biotecnológica al generar estrategias efectivas en el tratamiento de diversas patologías como cáncer y alteraciones metabólicas entre otras. Estudios previos han demostrado la capacidad supresora de tumores de péptidos con blanco intracelular como p53p-Ant y PNC-27. Estos corresponden a regiones derivadas de la proteína p53, factor de regulación transcripcional que inhibe la progresión del ciclo celular e induce reparación celular o apoptosis, en caso de estrés genotóxico. Ambos péptidos contienen en su secuencia, un péptido de penetración celular, el cual les entrega la capacidad de atravesar la membrana plasmática. Así, bajo distintos mecanismos, con p53p-Ant y PNC-27 se ha reportado apoptosis o bien necrosis de manera selectiva en ciertos tipos de células tumorales. El presente trabajo tuvo por objetivo expresar en E. coli los péptidos p53p-Ant y PNC-27, y purificarlos mediante el sistema IMPACT. Éste es un mecanismo de expresión y purificación mediado por inteínas que permite purificar a través de una columna de afinidad, proteínas recombinantes con su secuencia nativa sin el uso de proteasas y minimizando pasos cromatográficos. Se logró producir ambos péptidos en forma soluble. La expresión soluble del péptido PNC-27 se consiguió a partir de los dos vectores de expresión proporcionados por el sistema IMPACT (pTXB1 y pTYB11), esta expresión resultó ser fuertemente dependiente de las condiciones de cultivo ya que se requiere de una inducción a baja temperatura (12 °C). Por su parte, la expresión soluble de p53p-Ant depende tanto del sistema de expresión como de las condiciones de cultivo. El diseño de las construcciones genéticas, en particular las que incluyen el vector de expresión pTYB11, permitió una efectiva purificación de los péptidos utilizando un único paso cromatográfico. Más aún, los niveles de rendimiento (0,4 1,2 mg L-1) superan los reportados para péptidos con el mismo sistema y los niveles de pureza obtenidos permitirían desarrollar investigación avanzada con ensayos biológicos in vivo o in vitro.