Por Abxel Vallecillo Chavarría - Estudiante de la carrera de Ingeniería Química Industrial

En la última década, se ha observado como la industria farmacéutica ha tenido un fuerte auge en investigaciones y desarrollo de nuevos medicamentos con el fin de hacer más efectivos sus productos. Con el paso de los años, la utilización de proteínas terapéuticas para el tratamiento de enfermedades se ha vuelto cada vez más popular. Sin embargo, su aplicación se ha visto limitada por la dificultad de obtener cantidades suficientes del material biológico y la necesidad de dirigir las moléculas hacia un área específica del cuerpo, ya que presentan cierta inestabilidad en su funcionamiento (Mayolo y Rito, 2010). A pesar de sus complicaciones, se han desarrollado grandes avances para la aplicación de estas proteínas, por ejemplo, la conjugación de péptidos y proteínas a una o varias cadenas de polietilenglicol (PEG), cuyo proceso es llamado pegilación. No obstante, esta técnica no se vuelve lo suficientemente óptima hasta que pase por un proceso de purificación eficiente (Mayolo y Rito, 2010).

Tal como afirma Torroba (2019), el PEG es una molécula altamente hidrofílica y añadirla a los fármacos es de gran utilidad ya que tiene diversas funciones como, por ejemplo, incrementar la solubilidad, estabilidad a diferentes temperaturas y pHs. Este polímero, además de estar aprobado por la FDA (Food and Drug Administration), es una molécula inerte, no tóxica y no inmunogénica. Pero hay que tener en cuenta los efectos adversos que, dependiendo del tamaño de moléculas, podrían dificultar el proceso de eliminación de estos subproductos en el cuerpo (Torroba, 2019). Por ello, la purificación de proteínas pegiladas se convierte en uno de los procesos de separación más importantes en la producción de estos medicamentos.

El proceso de pegilación aumenta el peso molecular de la proteína y el proceso de purificación se encarga de contrarrestar este efecto mediante la eliminación de todas las especies que no formen parte del producto de interés para que estas tengan un menor peso, lo que involucra retos como la separación de las proteínas pegiladas del resto de los productos y el sub-fraccionamiento de las proteínas pegiladas con base en el grado de pegilación y en los isómeros posicionales (Mayolo, 2012). Según afirma Ospina (2018), las técnicas mayormente utilizadas para realizar este proceso son las cromatográficas, ya que permiten la separación física de los extractos crudos al eluirse sobre una fase estacionaria. Además, pueden incluir el principio de exclusión molecular, el cual se emplea para separar proteínas de acuerdo con el tamaño de las moléculas. Una segunda opción es el método de afinidad, relacionada con la unión de grupos funcionales que favorecen también la separación de moléculas no afines, y finalmente por intercambio iónico, relacionado con la correspondencia de cargas eléctricas.

Si bien diversos estudios han demostrado que los métodos de purificación por medio de técnicas cromatograficas han sido bastante útiles, estos no ofrecen una resolución óptima; siguen siendo procesos en varias etapas, de alto costo y con rendimientos bajos (Mayolo, 2012). Por ello es importante seguir desarrollando métodos por los cuales se pueda purificar proteínas pegiladas con mayor eficiencia, ya que, como se observó anteriormente, la ineficiencia de este proceso podría afectar directamente a los consumidores. Asimismo, estas moléculas tienen un gran impacto en la industria farmacéutica y en el tratamiento de enfermedades como hepatitis C, leucemia y artritis reumatoide, por lo que estas técnicas aún continúan en campos de estudios.

MOXIE es el Canal de ULACIT (www.ulacit.ac.cr), producido por y para los estudiantes universitarios, en alianza con el medio periodístico independiente Delfino.cr, con el propósito de brindarles un espacio para generar y difundir sus ideas.  Se llama Moxie - que en inglés urbano significa tener la capacidad de enfrentar las dificultades con inteligencia, audacia y valentía - en honor a nuestros alumnos, cuyo “moxie” los caracteriza.

Referencias bibliográficas:
  • Elliott, C. y Banerjee, K. (2020) Chromatography: an excellent tool [imagen de archivo]. New Food Magazine. https://www.newfoodmagazine.com/article/110303/chromatography-an-excellent-tool/
  • Mayolo, K. (2012) Estrategias para la purificación de proteínas pegiladas utilizando cromatografía de interacción hidrofóbica: ribonucleasa a como modelo de estudio [tesis de doctorado, Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey]. Repositorio Tecnológico de Monterrey. https://repositorio.tec.mx/bitstream/handle/11285/572570/DocsTec_11923.pdf?sequence=1&isAllowed=y
  • Mayolo, K. y Rito, M. (2010). Proteínas Pegiladas: Producción, Purificación y Aplicaciones. Scielo. http://www.scielo.org.mx/pdf/rmiq/v9n1/v9n1a3.pdf
  • Ospina, D. (2018) Difusión del conocimiento aplicativo y tecnológico para el desarrollo de métodos analíticos bioquímicos, como la extracción y purificación de proteínas. Revista de la Escuela Colombiana de Ingeniería
  • Julio Garavito. http://revistas.escuelaing.edu.co/index.php/reci/article/view/48
  • Torroba, L. (2019) Medicamentos Biotecnológicos. Universidad Complutense Madrid. https://farmacia.ucm.es/farmacia/tfg-julio-2019