CLASSICHE GENETICA BIOTECNOLOGIE MODERNE BIOLOGIA CELLULARE TECNOLOGIA DEL DNA RICOMBINANTE INGEGNERIA GENETICA BIOLOGIA MOLECOLARE BIOCHIMICA CREAZIONE A FINI MEDICI DI • MICRO-ORGANISMI GENETICAMENTE MODIFICATI (MOGM) • PIANTE O ANIMALI GENETICAMENTE MODIFICATI (OGM) • CELLULE ANIMALI IN COLTURA E GENETICAMENTE MODIFICATE CREAZIONE A FINI MEDICI DI • MICRO-ORGANISMI GENETICAMENTE MODIFICATI (MOGM) • PIANTE O ANIMALI GENETICAMENTE MODIFICATI (OGM) • CELLULE ANIMALI IN COLTURA E GENETICAMENTE MODIFICATE Cellula batterica Duplicazione cellulare ENZIMI DI RESTRIZIONE ESPERIMENTO DI CLONAGGIO Gene codificante per una proteina (di qualsiasi origine) Produzione di proteina ricombinante Cromosoma del batterio “donatore” Trasferimento della ORF nel vettore di espressione PRODUZIONE DELLA PROTEINA RICOMBINANTE Abbondante e facilmente purificabile Contiene una ORF continua !! Retrotrascrizione in cDNA 5’ NT “non tradotto” 3’ NT mRNA eucariotico trascrittasi inversa cDNA PROTEINE RICOMBINANTI Biofarmaci o Farmaci proteici In un primo tempo solo come farmaci che “replicano la funzione”. La loro attività è uguale a quella naturale. Oppure come farmaci che bloccano la funzione (anticorpi, decoy receptors). Le proprietà farmacologiche non sono “migliorate” rispetto al prodotto naturale PROTEINE TERAPEUTICHE RICOMBINANTI DI PRIMA GENERAZIONE Proteine identiche a quelle naturali INSULINA ERITOPOIETINA G-CSF FATTORI ANTIEMOFILICI VACCINI RICOMBINANTI DI SECONDA GENERAZIONE Proteine che sono state manipolate (muteine) VACCINI RICOMBINANTI tPA ANTICORPI PROTEINE RICOMBINANTI IN USO • Insulina umana (diabete di tipo I) • Ormone della crescita umano (nanismo) • tPA – Attivatore del plasminogeno (anticoagulante per il trattamento delle trombosi) • Fattori della coagulazione (emofilia) • Molecole antivirali (interferone) • Interleuchine (stimolatori del sistema immunitario) • Eritropoietina- EPO (anemie, doping) PROINSULINA INSULINA MATURA Aggiunta di un peptide segnale per facilitare la purificazione (proteina nel “sopranatante”) Purificazione del r-hGH dal terreno di coltura (dopo centrifugazione) Ormone della crescita umano hGH VACCINI RICOMBINANTI contro Epatite “B” Meningococco Malaria (??) Colera Pertosse VACCINO PER IL MENINGOCOCCO VACCINO PER IL MENINGOCOCCO DNA …ACTAGGCCTA… …TGATCCGGAT… MUTAGENESI …ACTAGCCCTA… …TGATCGGGAT… Gene codificante per una proteina (MODIFICATO) proteina …Ala Leu Gly… …Ala Glu Gly… Produzione di proteina Ricombinante MODIFICATA Mutagenesi oligonucleotide-diretta VACCINO PER LA PERTOSSE ATTIVATORE TISSUTALE DEL PLASMINOGENO Mutagenesi oligonucleotide-diretta INSULINA INSULINA Lys-Pro: inversione in posizioni 28 e 29 oppure mutazione Pro/Asp maggiore solubilità e minore formazione di polimeri. Altre mutazioni per causare precipitazione a pH neutro dopo iniezione per un rilascio graduale Insulina per via orale Mutagenesi oligonucleotide-diretta Cys-less IL-2 e INF-beta mutazioni Cys/Ser per diminuire le modificazioni ossidative e aumentarne la stabilità (in vivo e on-shelf stability) DOMINANTI NEGATIVI TNF - Tumor Necrosis Factor • Induttore della via estrinseca della apoptosi (recettori di morte) • Regolatore del sistema immunitario • Citochina prodotta dai macrofagi, con un ruolo chiave nella regolazione della risposta infiammatoria – Elevati livelli ematici presenti in condizioni patologiche (artrite reumatoide , spondilite anchilosante, inflammatory bowel disease / Crohn’s disease) Farmaci che ne bloccano l’azione sono utili nel controllo di tali patologie DOMINANTI NEGATIVI STRATEGIA ALTERNATIVA: ANTICORPI ANTI-TNF monoclonal ANTICORPI IN TERAPIA • Blocco di interazioni ligando-recettore (p.e. HER2, estrogeni) • Blocco di funzioni proteiche (p.e. oncogeni, TNF) • Stimolo di segnalazione intracellulare (p.e. apoptosi) (sia anticorpi interi che frammenti) • Reclutamento di componenti del sistema immunitario a seguito del binding (stimolo immunità cellulare) (anticorpi interi) Recettore della famiglia EGFR ANTICORPO Herceptin (Trastuzumab) Prima per la diagnostica poi Per la terapia