Παράδειγμα Βιοτεχνολογικής εφαρμογής φυτικών κυττάρων

Transcript

1 Παράδειγμα Βιοτεχνολογικής εφαρμογής φυτικών κυττάρων Κολίσης Φραγκίσκος Καθηγητής ΕΜΠ χολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ

2 Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται ςε άδειεσ χριςθσ Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπωσ εικόνεσ, που υπόκειται ςε άδεια χριςθσ άλλου τφπου, αυτι πρζπει να αναφζρεται ρθτϊσ.

3 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΣΑ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΦΤΣΙΚΩΝ ΚΤΣΣΑΡΩΝ PHYTON BIOTECH 3

4 ΑΙΩΡΗΜΑ ΚΤΣΣΑΡΩΝ ΚΑΠΝΟΤ (N. TABACUM CV BRIGHT YELLOW 2 (BY2)) Πλεονεκτήματα Γριγορθ ανάπτυξθ Φτθνό υλικό ανάπτυξθσ, απουςία φωτόσ, υψθλι κυτταρικι πυκνότθτα Ζκκριςθ τθσ πρωτεΐνθσ ςτο μζςο καλλιζργειασ ευκολία ςτον κακαριςμό, ομογενισ γλυκοηυλίωςθ Δεν παράγεται νικοτίνθ Ελεγχόμενθ ανάπτυξθ ςε βιοαντιδραςτιρεσ Απλι διεργαςία scale up Μειονεκτήματα Υψθλι περιεκτικότθτα πρωτεάςθσ ςτο μζςο τθσ ανάπτυξθσ Υψθλότερο κόςτοσ παραγωγισ ςε ςχζςθ με Εικ. 1. Εικόνεσ αιωρθμάτων κυττάρων καπνοφ. ολόκλθρα φυτά 4

5 ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΑΙΩΡΟΤΜΕΝΩΝ ΚΤΣΣΑΡΩΝ ΚΑΙ ΙΣΩΝ Ε ΒΙΟΑΝΣΙΔΡΑΣΗΡΕ Καλλιζργεια φυτικϊν κυττάρων ςε Phyton Biotech ζωσ 75,000 L 200 L SB200-X (OrbShake) Biostat RM 5 Εικ. 2. Διατάξεισ και μθχανιματα καλλιεργειϊν αιωροφμενων κυττάρων και ιςτϊν ςε βιοαντιδραςτιρεσ.

6 DSRED ΤΩΡΕΤΗ ΚΤΣΣΑΡΩΝ BY2 Εικ. 3. Εικόνεσ DsRed ςυςςϊρευςθσ ςε κυτοςόλιο (αριςτερά) και ζκκριςθσ ςτο μζςο ανάπτυξθσ (δεξιά) 6

7 M12 antibody [µg/g fresh weight] DsRed fluorescence intensity [Geometric mean] ΚΤΣΣΑΡΙΚΗ ΕΙΡΑ, ΒΕΛΣΙΣΟΠΟΙΗΗ ΤΛΙΚΟΤ ΑΝΑΠΣΤΞΗ ΚΑΙ ΔΙΕΡΓΑΙΑ Βελτιςτοποίθςθ μζςου με DoE και fractional factorial designs Βελτιςτοποίθςθ καλλιζργειασ (φυςικζσ παράμετροι, ςτρατθγικζσ εκτροφισ κλπ) Επιλογι φωτοπαραγωγϊν κυττάρων με κυτταρομετρία ροισ (FACS) Εικ. 4. Άποψθ από τθ βιομθχανία MTED#18 10 parental cult MTED#18 monocl st FACS rd. 172 MTED#18 monocl nd FACS rd. MTED#18 monocl. 6.5 MTED#18 monocl

8 PMPS ΠΡΟΗΓΜΕΝΑ ΠΡΟΪΟΝΣΑ Glucocerebrosidase Σε κεραπεία αντικατάςταςθσ ενηφμων (αςκζνεια Gaucher) Σχεδιαςμζνο από τθν εταιρία Protalix, Israel Παραγωγι ςε διαδονιδιακά κφτταρα καρότου ςε καλλιζργειεσ Φάςθ III ςτθν ανάπτυξθ πρωτοκόλλου ςε κλινικζσ δοκιμζσ Εικ. 5. Προθγμζνα προϊόντα. Εικ. 6. Ηuman acid-beta-glucosidase, Dvir, H., Harel, M., Mccarthy, A.A., Toker, L., Silman, I., Futerman, A.H., Sussman, J.L., X- ray structure of human acid-betaglucosidase, the defective enzyme in Gaucher dis 8 ease, (2003) Embo Rep. 4: 704.

9 ΓΛΤΚΟΖΤΛΙΩΗ Ε ΚΤΣΣΑΡΑ ΘΗΛΑΣΙΚΩΝ Ω ΠΡΟ ΣΑ ΦΤΣΙΚΑ Εικ. 7. Γλυκοηυλίωςθ ςε κφτταρα κθλαςτικϊν ωσ προσ τα φυτικά N-Acetyl Glucosamine (GlcNAc) Mannose (Man) Galactose (Gal) Sialic Acid (Neu5Ac) Xylose β-1,2(xyl) Fucose α-1,6(fuc) Fucose α-1,3(fuc) X N X S/T Θηλαστικά X N X S/T Φυτά 9

10 ΕΓΚΡΙΗ ΣΩΝ ΠΡΩΣΩΝ ΦΑΡΜΑΚΕΤΣΙΚΩΝ ΠΡΟΪΟΝΣΩΝ ΓΙΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΧΡΗΗ ΑΠΟ ΦΤΣΑ, MAY 2012 U.S. Food and Drug administration (FDA) has approved the new treatment of a rare disease i.e. Gaucher disease that can cause liver and neurological problems. The new drug is Elelyso (taliglucerase alfa) developed by Protalix BioTherapeutics Inc. and licensed to Pfizer Inc. This medicine has been approved as an orphan drug for the treatment of type 1 Gaucher disease. As an orphan drug this medicine has no competition from any other product up to seven years. Gaucher disease patients lack an essential enzyme leading to the dangerous buildup of fatty chemicals in the liver, bones, spleen and nervous system. 10

11 GLUCOCEREBROSIDASE ΕΚΚΡΙΝΕΣΑΙ ΣΑ ΧΤΜΟΣΟΠΙΑ plant expression cassette Source: Shaaltiel et al 2007 Plant Biotechnology Journal 5, paucimannosidic type N-glycans X N X S/T Εικ. 8. Glucocerebrosidase. 11

12 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδεσηικό σλικό έτει αναπηστθεί ζηα πλαίζια ηοσ εκπαιδεσηικού έργοσ ηοσ διδάζκονηα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα Ε.Μ.Π.» έτει τρημαηοδοηήζει μόνο ηη αναδιαμόρθωζη ηοσ εκπαιδεσηικού σλικού. Το έργο σλοποιείηαι ζηο πλαίζιο ηοσ Επιτειρηζιακού Προγράμμαηος «Εκπαίδεσζη και Δια Βίοσ Μάθηζη» και ζσγτρημαηοδοηείηαι από ηην Εσρωπαϊκή Ένωζη (Εσρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόροσς.