Un biorreactor de musgo es un fotobiorreactor utilizado para el cultivo y propagación de musgos . Por lo general, se utiliza en la agricultura molecular para la producción de proteínas recombinantes utilizando musgo transgénico . En la ciencia ambiental, los biorreactores de musgo se utilizan para multiplicar las turbas, por ejemplo, por el consorcio Mossclone para controlar la contaminación del aire .
El musgo es un organismo fotoautótrofo 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 las normas de seguridad relativas al manejo de organismos genéticamente modificados y para obtener suficiente biomasa para fines experimentales. [2]
Principio funcional
El biorreactor de musgo se utiliza para cultivar musgo en un cultivo en suspensión en un medio líquido agitado y aireado. El cultivo se mantiene bajo iluminación con temperatura y valor de pH constantes. El medio de cultivo , a menudo 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 concentración creciente de fitohormonas en el medio desencadenan la diferenciación del protonema en el gametofito adulto . En este punto, el cultivo debe diluirse con medio nuevo si está destinado a un uso posterior.
Según el rendimiento previsto, este principio básico se puede adaptar a varios tipos y tamaños de biorreactores. La cámara de cultivo puede constar, por ejemplo, de una columna, un tubo o bolsas de plástico intercambiables. [5]
Producción de biofarmacéuticos
Ya se han producido varios biofármacos 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 retinianos y renales graves . El factor H recombinante biológicamente activo se produjo en un biorreactor de musgo por primera vez en 2011. [8] El Instituto Federal Alemán de Medicamentos y Productos Sanitarios permite ahora producir la enzima alfa-galactosidasa en biorreactores de musgo . [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].
Ver también
- Biorreactor de algas
- Biorreactor
- Agricultura molecular
- Fotobiorreactor
- Physcomitrella patens
Referencias
- ^ Hohe, A .; Reski, R. (2005). "De la germinación de esporas axénicas al cultivo molecular: un siglo de cultivo in vitro de briofitas". Informes de células vegetales . 23 (8): 513–521. doi : 10.1007 / s00299-004-0894-8 . PMID 15558285 .
- ^ 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.
- ^ Hohe, A .; Reski, R. (junio de 2005). "Control de crecimiento y diferenciación de cultivos de biorreactores de Physcomitrella por parámetros ambientales". Cultivo de células, tejidos y órganos vegetales . 81 (3): 307–311. doi : 10.1007 / s11240-004-6656-z .
- ^ Decker, EL; Reski, R. (abril de 2004). "El biorreactor de musgo". Opinión actual en biología vegetal . 7 (2): 166-170. doi : 10.1016 / j.pbi.2004.01.002 .
- ^ Página de inicio de greenovation GmbH, que muestra varios tipos de biorreactores de musgo: [1] Archivado el 9 de noviembre de 2011 en la Wayback Machine.
- ^ 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 .
- ^ Baur, A .; Reski, R .; Gorr, G. (2005). "Recuperación mejorada de un factor de crecimiento humano recombinante secretado utilizando aditivos estabilizantes y por coexpresión de albúmina de suero humano en el musgo Physcomitrella patens" . Revista de Biotecnología Vegetal . 3 (3): 331–340. doi : 10.1111 / j.1467-7652.2005.00127.x . PMID 17129315 .
- ^ 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 H humano recombinante biológicamente activo en Physcomitrella". Revista de Biotecnología Vegetal . 9 (3): 373–383. doi : 10.1111 / j.1467-7652.2010.00552.x . PMID 20723134 .
- ^ "Página de inicio de Greenovation: aprobación para comenzar un ensayo clínico de fase I en Europa para moss-aGal (agalsidase) producido en Mossbioreactors" . Consultado el 18 de octubre de 2015 .
- ^ Reski, Ralf; Parsons, Juliana; Decker, Eva L. (octubre de 2015). "Productos farmacéuticos elaborados con musgo: de la mesa a la cabecera" . Revista de Biotecnología Vegetal . 13 (8): 1191-1198. doi : 10.1111 / pbi.12401 . PMC 4736463 . PMID 26011014 .
- ^ El portal Greenovation gelingt der Durchbruch se vuelve público Archivado el 11 de enero de 2018 en la Wayback Machine.