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Biorreactor de musgo

Un biorreactor de musgo con Physcomitrella patens

Un biorreactor de musgo es un fotobiorreactor que se utiliza para el cultivo y propagación de musgos . Se utiliza habitualmente en la agricultura molecular para la producción de proteínas recombinantes utilizando musgos transgénicos . En la ciencia medioambiental, los biorreactores de musgo se utilizan para multiplicar musgos de turba , por ejemplo, por el consorcio Mossclone para controlar la contaminación del aire . [ cita requerida ]

El musgo es un organismo fotoautotrófico muy frugal que se ha mantenido in vitro con fines de investigación desde principios del siglo XX. [1]

Los primeros biorreactores de musgo para el organismo modelo Physcomitrella patens se desarrollaron en la década de 1990 para cumplir con los estándares de seguridad en materia de manipulación de organismos genéticamente modificados y obtener suficiente biomasa para fines experimentales. [2]

Principio funcional

El biorreactor de musgo se utiliza para cultivar musgo en suspensión en un medio líquido agitado y aireado. El cultivo se mantiene bajo iluminación y la temperatura y el valor de pH se mantienen constantes. El medio de cultivo , que suele ser un medio mínimo, contiene todos los nutrientes y minerales necesarios para el crecimiento del musgo. [3]

Para asegurar una tasa de crecimiento máxima, el musgo se mantiene en la etapa de protonema mediante una interrupción mecánica continua, por ejemplo, mediante el uso de cuchillas giratorias. [4] Una vez que la densidad del cultivo ha alcanzado un cierto umbral, la falta de nutrientes y la creciente concentración de fitohormonas en el medio desencadenan la diferenciación del protonema al gametofito adulto . En este punto, el cultivo debe diluirse con medio fresco si se pretende utilizarlo más adelante.

Según el rendimiento deseado, este principio básico puede adaptarse a distintos tipos y tamaños de biorreactores. La cámara de cultivo puede estar formada, por ejemplo, por una columna, un tubo o bolsas de plástico intercambiables. [5]

En este biorreactor de musgo se cultiva la turba Sphagnum palustre .

Producción de productos biofarmacéuticos

Ya se han producido varios productos biofarmacéuticos utilizando biorreactores de musgo. [6] Idealmente, la proteína recombinante se puede purificar directamente del medio de cultivo. [7] Un ejemplo de este método de producción es el factor H : esta molécula es parte del sistema del complemento humano . Los defectos en el gen correspondiente están asociados con enfermedades humanas como trastornos graves de riñón y retina . El factor H recombinante biológicamente activo se produjo en un biorreactor de musgo por primera vez en 2011. [8] La enzima alfa-galactosidasa ahora puede producirse en biorreactores de musgo por el Instituto Federal Alemán de Medicamentos y Dispositivos Médicos . [9] [10] Se probará como terapia de reemplazo enzimático en el tratamiento de la enfermedad de Fabry . La fase 1 del ensayo clínico se completó en 2017. [11]

Véase también

Referencias

  1. ^ Hohe, A.; Reski, R. (2005). "De la germinación de esporas axénicas a la agricultura molecular: un siglo de cultivo in vitro de briofitas". Plant Cell Reports . 23 (8): 513–521. doi :10.1007/s00299-004-0894-8. PMID  15558285.
  2. ^ Reutter, K.; Reski, R. (septiembre de 1996). "Producción de una proteína heteróloga en cultivos de biorreactores de plantas de musgo completamente diferenciadas" (PDF) . Cultivo de tejidos vegetales y biotecnología . 2 (3): 142–147. Archivado desde el original (PDF) el 4 de octubre de 2011.
  3. ^ Hohe, A.; Reski, R. (junio de 2005). "Control del crecimiento y la diferenciación de cultivos de Physcomitrella en biorreactores mediante parámetros ambientales". Cultivo de células, tejidos y órganos vegetales . 81 (3): 307–311. doi :10.1007/s11240-004-6656-z.
  4. ^ Decker, EL; Reski, R. (abril de 2004). "El biorreactor de musgo". Current Opinion in Plant Biology . 7 (2): 166–170. doi :10.1016/j.pbi.2004.01.002.
  5. ^ Página de inicio de greenovation GmbH, que muestra varios tipos de biorreactores de musgo: [1] Archivado el 9 de noviembre de 2011 en Wayback Machine .
  6. ^ Decker, Eva L.; Reski, Ralf (2008). "Logros actuales en la producción de biofármacos complejos con biorreactores de musgo". Ingeniería de bioprocesos y biosistemas . 31 (1): 3–9. doi :10.1007/s00449-007-0151-y. PMID  17701058.
  7. ^ Baur, A.; Reski, R.; Gorr, G. (2005). "Recuperación mejorada de un factor de crecimiento humano recombinante secretado utilizando aditivos estabilizadores y mediante la coexpresión de albúmina sérica humana en el musgo Physcomitrella patens". Revista de biotecnología vegetal . 3 (3): 331–340. doi : 10.1111/j.1467-7652.2005.00127.x . PMID  17129315.
  8. ^ Büttner-Mainik, A.; Parsons, J.; Jérôme, H.; Hartmann, A.; Lamer, S.; Schaaf, A.; Schlosser, A.; Zipfel, PF; Reski, R.; Decker, EL (abril de 2011). "Producción de factor humano H recombinante biológicamente activo en Physcomitrella". Revista de biotecnología vegetal . 9 (3): 373–383. doi : 10.1111/j.1467-7652.2010.00552.x . PMID  20723134.
  9. ^ "Página de inicio de Greenovation: Aprobación para iniciar un ensayo clínico de fase I en Europa para moss-aGal (agalsidasa) producida en Mossbioreactors" . Consultado el 18 de octubre de 2015 .
  10. ^ Reski, Ralf; Parsons, Juliana; Decker, Eva L. (octubre de 2015). "Productos farmacéuticos elaborados con musgo: del laboratorio a la cabecera del paciente". Revista de biotecnología vegetal . 13 (8): 1191–1198. doi :10.1111/pbi.12401. PMC 4736463 . PMID  26011014. 
  11. ^ Greenovation gelingt der Durchbruch Portal se hace público Archivado el 11 de enero de 2018 en Wayback Machine.