Producción de bajo coste de vacunas y sustancias activas basadas en el ARN
Sistemas de producción rentables y flexibles para ingredientes activos basados en el ARN
Durante los próximos tres años, los científicos del Centro de biotecnología (CeBiTec) de la Universidad de Bielefeld trabajarán en sistemas de producción rentables y flexibles para sustancias activas basadas en el ARN. Estas sustancias son necesarias para las vacunas y los pesticidas, por ejemplo. El Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF) apoya el proyecto con más de 1,3 millones de euros. CeBiTec comparte la financiación con la empresa emergente SenseUP, con sede en el Forschungszentrum Jülich.
El Secretario de Estado Parlamentario Thomas Rachel (derecha) entregó la notificación de financiación a Georg Schaumann (izquierda) de SenseUp y al Prof. Dr. Jörn Kalinowski (centro) de CeBiTec.
Forschungszentrum Jülich
El ácido ribonucleico, o ARN para abreviar, es una sustancia biológica que transmite la información genética en el cuerpo. Las sustancias activas basadas en el ARN se están estableciendo como una nueva clase de vacunas para la contención de la pandemia de Corona. "Por ejemplo, las vacunas de Biontech y Moderna son agentes basados en el ARN. En este caso, no se administra ningún antígeno viral, sólo su código genético. Con esta información, el sistema inmunitario aprende a luchar contra el propio coronavirus", afirma el profesor Jörn Kalinowski. Dirige el grupo de investigación "Genómica y Biotecnología Microbiana" en el Centro de Biotecnología (CeBiTec) de la Universidad de Bielefeld.
agentes con ARN también pueden utilizarse para el control biológico de plagas en la agricultura. "Esto los convierte en una alternativa a los pesticidas químicos que contaminan los suelos y las aguas subterráneas y además atacan a los insectos beneficiosos", dijo Kalinowski. "Los biocontroles basados en el ARN sólo controlan los hongos, las malas hierbas y los insectos que dañan las plantas. Esto es posible porque proporcionan un código muy preciso. Como resultado, se dirigen a las plagas individuales mientras que evitan los géneros relacionados".
La producción actual de ARN es cara y exigente
Hasta ahora, el ARN para las vacunas y los pesticidas se producía a partir de células vivas mediante enzimas. "En la actualidad, los componentes celulares tienen que prepararse de forma elaborada", dice Kalinowski. "Por lo tanto, producir grandes cantidades de fármacos basados en el ARN es técnicamente difícil y caro".
Kalinowski y sus colegas* están investigando y desarrollando nuevos métodos para la producción de ARN en colaboración con la empresa SenseUp. SenseUP GmbH surgió hace cinco años del Centro de Investigación de Jülich y está especializada en el desarrollo de la producción moderna. El proyecto conjunto persigue el enfoque de trasladar la producción de ARN directamente a la célula viva. "Las bacterias son pequeñas fábricas celulares que están diseñadas para producir por sí mismas el ARN necesario. Esto tiene la gran ventaja de que sólo necesitaríamos producir cualquier cantidad de bacterias", explica el director del proyecto CeBiTec, Jörn Kalinowski. "De este modo, no tendríamos que depender de tener todas las piezas para la producción de ARN a nuestra disposición y podríamos seguir produciendo un ARN de precisión similar".
La misma tecnología debería ser capaz de producir tanto unos pocos gramos para aplicaciones especiales como varias toneladas, lo que sería especialmente rentable para la agricultura ecológica. "Los insecticidas deben rociarse en una zona amplia", dijo Kalinowski. "Los insecticidas químicos son actualmente mucho más baratos que los biopesticidas. Si esto continuara, la agricultura ecológica tendría pocas posibilidades económicas".
Inducir a las bacterias a producir un ARN específico por sí mismas
El nuevo método desarrollado por los biotecnólogos de Bielefeld y Jülich implica el uso de microorganismos seguros. Los métodos convencionales utilizan la bacteria E. coli, que tiene que ser purificada para los productos médicos. Los microorganismos seguros, por el contrario, son organismos que pueden ser ingeridos a través de los alimentos, por ejemplo, como la levadura de panadería. "Para nuestra investigación y desarrollo, utilizamos una bacteria que se encuentra en el suelo y que ya se utiliza como agente de producción para la alimentación animal", dice Kalinowski. "Entonces no tendríamos que preocuparnos por la posible contaminación".
El equipo se enfrenta a retos biológicos en el proyecto: ¿Cómo se puede inducir a una célula a producir un determinado ARN? "Aunque se trata de procesos naturales, las células normalmente fabrican miles de ARN, no preferentemente uno. Además, las células degradan el ARN cuando ya no lo necesitan", dice Kalinowski. "Como los ingenieros*, tenemos que intervenir en las células y hacer que la bacteria fabrique un ARN específico, aunque no quiera". La pandemia de Corona ha dado un impulso decisivo al campo de la investigación, afirma: "Estamos en las primeras fases de nuestra investigación y, aunque completemos el proyecto actual en tres años, nos enfrentaremos a más trabajo de desarrollo hasta que el sistema de producción pueda salir al mercado".
El proyecto RNAferm comenzó en abril de 2021. Está financiado con más de 1,3 millones de euros durante tres años por el Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania (subvención número 031B1114B).
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