Ingeniería metabólica para la producción de α-galactosilceramida

Autor/a

Calderón Pérez-Lozao, Claudia

Abstract

Els glicolípids constitueixen un grup de macromolècules estructuralment molt diverses que són presents en gairebé tots els organismes vius. Gràcies a les seves propietats fisicoquímiques, obren un ventall enorme d'aplicacions entre les que destaca el seu ús per al desenvolupament de noves teràpies en l'àmbit de la biomedicina. Dins d'aquest grup, el glicoesfingolípido α-galactosilceramida ha demostrat tenir una potent activitat antitumoral en models murins i en models in vitro.
Des dels seus troballes, es va atribuir aquesta activitat a la seva capacitat d'activar a la subpoblació de cèl·lules iNKT. Com a conseqüència d'aquesta activació, es produeix l'estimulació cel·lular generant una resposta dins del sistema immune involucrada en diversos mecanismes de defensa que es relacionen amb nombroses malalties infeccioses, autoimmunes i oncogèniques.
A partir d'aquesta molècula, es va arribar al potent anàleg sintètic, KRN7000, que ha mostrat ser l'antigen prototip de les cèl·lules iNKT. Posteriorment, s'han desenvolupat múltiples anàlegs de KRN7000 que contenen un rang de diferents modificacions bioquímiques amb l'objectiu de controlar amb més precisió la qualitat de les respostes cel·lulars que donen lloc una llarga llista de protocols inmunoterapéuticos amb diferents aplicacions.
Atès els seus usos potencials, es planteja la producció biotecnològica d'KRN7000 com una alternativa a la seva síntesi química per tal d'aconseguir desenvolupar un procés de producció més sostenible. Per a això, cal dur a terme l'expressió de la recent enzim caracteritzada, α-Galactosiltransferasa, encarregada de catalitzar l'enllaç α-glicosídic que conforma la molècula. I, d'altra banda, cal desenvolupar mitjançant enginyeria metabòlica una plataforma biològica en la que s'aconsegueixi augmentar la disponibilitat de l'acceptor lipídic de ceramida on tindrà lloc la reacció de síntesi.
En aquest projecte, s'aborda el disseny de la plataforma biològica seleccionant com a hoste el llevat Saccharomyces cerevisiae, mitjançant la sobreexpressió de dos gens involucrats en la ruta de síntesi dels esfingolípids complexos. S'exposa les diferents estratègies utilitzades per a la generació dels vectors d'expressió i es proposa una alternativa d'un mètode de clonatge per arribar als vectors que permetin la sobreexpressió d'aquests gens. De la mateixa manera, es deixa abordat el disseny de clonatge de l'enzim α-Galactosiltransferasa, a punt per a ser executat. Addicionalment, es dóna una visió detallada sobre els diferents punts de KRN7000 que són susceptibles de ser modificats, així com les seves aplicacions.

 

Director/a

Faijes Simona, Magda
Planas Sauter, Antoni  

Estudis

IQS SE - Màster en Bioenginyeria

Data

2020-07-29