Papeles farmacéuticos de ingeniería de células animales y vegetales

Artículos sobre productos farmacéuticos de ingeniería de células animales y vegetales

En nuestro estudio, trabajo y vida diarios, todos nos enfrentamos a artículos que pueden capacitarnos eficazmente para utilizar teorías y habilidades para resolver problemas prácticos. problemas capacidad de problema. Entonces, ¿sabes cómo escribir un buen ensayo? A continuación se muestran los documentos de debate sobre productos farmacéuticos de ingeniería de células animales y vegetales compilados por el autor para que todos los lean y recopilen.

Resumen:

La ingeniería celular es una tecnología clave en la industria biofarmacéutica. Su aplicación en el campo médico ha impulsado el gran desarrollo de la industria biofarmacéutica. Ingeniería celular Los productos farmacéuticos tienen amplias perspectivas. A través de la recopilación y el análisis de literatura y materiales relevantes, este artículo proporciona una descripción general de las tecnologías relevantes en el campo de los productos farmacéuticos de ingeniería celular y su importancia y perspectivas para su aplicación en la industria biofarmacéutica.

Palabras clave:

Ingeniería celular; biofarmacéuticos; ingeniería de células animales; transgén;

1. Biofarmacéuticos e ingeniería celular. >

Los biofarmacéuticos son el uso integral de la biotecnología para separar ingredientes activos de organismos, tejidos biológicos, células y fluidos corporales para preparar productos para la prevención, el tratamiento y el diagnóstico [1]. Los biomateriales naturales brindan a los productos biofarmacéuticos ventajas significativas, como alta seguridad, bajos efectos secundarios y alto valor nutricional, lo que hace que los productos biofarmacéuticos sean cada vez más populares entre la gente. Esta es también una de las razones importantes de la continua expansión del mercado biofarmacéutico.

La ingeniería celular toma las células como objeto de investigación y utiliza las teorías de la biología celular y la biología molecular para diseñarlas y operarlas según las necesidades, con el fin de cambiar las características genéticas de las células para lograr mejoras o crear nuevas variedades. El propósito es, en última instancia, extraer productos que sean beneficiosos para los humanos mediante el cultivo y la reproducción a gran escala. En el campo industrial, incluye principalmente la ingeniería upstream (incluido el cultivo celular, la manipulación y preservación de genes) y la ingeniería downstream (incluida la aplicación de células transformadas para producir productos biológicos) [2]. Hoy en día, la ingeniería celular juega un papel insustituible en la industria biofarmacéutica.

2. Productos farmacéuticos de ingeniería de células animales

2.1 Descripción general y desarrollo temprano de los productos farmacéuticos de ingeniería de células animales

Los productos farmacéuticos de ingeniería de células animales se remontan a la década de 1950 Cell. La producción de virus basada en virus implica cultivar células animales a gran escala en biorreactores y luego inocular virus atenuados o inactivados para producir vacunas [3]. El proceso común de la tecnología de cultivo de células animales es dispersar primero los tejidos animales en células individuales o grupos de células (grupos) y luego inocularlos en el medio de cultivo para el cultivo primario, y luego, después de 10 a 50 generaciones de subcultivo, las células requeridas se Empate obtenido inicialmente. Sin embargo, debido a los niveles generalmente bajos de expresión de las células en la naturaleza, los productos producidos mediante este método no sólo tienen bajos rendimientos, sino que también tienen altos costos. Por lo tanto, el cultivo temprano de células animales no fue valorado completamente.

2.2. Tecnología de hibridoma

El nacimiento de la tecnología de hibridoma en la década de 1970 supuso un nuevo hito en el desarrollo de la tecnología de células animales. Con la aplicación de la tecnología de hibridoma en el campo industrial, han aparecido uno tras otro varios productos nuevos, lo que es de gran importancia para la producción de productos biológicos para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades [3]. El Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1984 fue otorgado a tres científicos que fundaron la teoría de los anticuerpos selectivos de antígenos e inventaron la tecnología de anticuerpos monoclonales. Propusieron fusionar linfocitos B que secretan anticuerpos específicos con células de mieloma que pueden proliferar indefinidamente para formar células tumorales mixtas que pueden producir anticuerpos específicos. Las células de fusión obtenidas mediante este método pueden producir de forma estable anticuerpos monoclonales con gran especificidad y alta potencia.

2.3.Tecnología de producción en masa de células animales

La producción en masa de células animales se refiere al cultivo por lotes de células animales útiles en biorreactores celulares en condiciones artificiales. También es una tecnología clave en la industria farmacéutica. Dado que las células animales son muy sensibles a los cambios en el entorno externo, el proceso de amplificación del cultivo celular debe expandirse gradualmente desde la escala de laboratorio a la escala de producción, y las diferencias de proceso de cada reactor se han convertido en un problema técnico importante en el proceso de amplificación actual [4 ].

La producción de productos biológicos a través de células animales se ha convertido en un pilar importante de la bioindustria mundial. Actualmente, la mayoría de los productos biológicos obtenidos mediante cultivo de células animales son proteínas y anticuerpos.

2.4. Biorreactor animal

Los biorreactores animales pueden obtener continuamente ciertas proteínas necesarias para los humanos a partir de animales genéticamente modificados y realizar la producción industrial de proteínas. Según las diferentes partes de la producción de proteínas, los biorreactores se pueden dividir en muchos tipos, como biorreactores de sangre, biorreactores de glándulas salivales, etc. Los científicos han descubierto que los biorreactores de glándula mamaria se han convertido en la dirección de desarrollo de biorreactores más favorecida porque las glándulas mamarias de las hembras pueden expresar proteínas recombinantes de manera eficiente después de ciertas modificaciones. Con el desarrollo de la tecnología, los productos de los biorreactores mamarios se han ampliado a antitrombina, factores de coagulación, proteínas humanas, diversas lisozimas, superóxido dismutasa, interferones y otras enzimas de alto valor médico o citocinas. Como nuevo modelo de producción biológica, el biorreactor de glándula mamaria será más utilizado en la industria biofarmacéutica debido a sus ventajas de alto rendimiento y bajo costo en la producción de productos naturales [5].

2.5. Trasplante nuclear de células animales

El trasplante nuclear de células animales también tiene buenas perspectivas de aplicación en ingeniería celular. El núcleo de la célula donante se extrae del cuerpo del animal, se inyecta en otro núcleo celular y se transforma en un ovocito en la etapa media de la meiosis, cambiando las características genéticas de la célula y produciendo nuevos productos, que luego se cultivan, multiplican, purifican y extraído in vitro y finalmente utilizado para el tratamiento de enfermedades. China tiene las primeras investigaciones sobre trasplantes nucleares de peces. Tong Dizhou, el "padre de la clonación en China", completó el primer trasplante nuclear de células de peces del mundo en la década de 1960. Posteriormente, los académicos chinos intentaron realizar experimentos de fusión nucleocitoplasmática entre varias otras cepas de peces y utilizaron el pez cebra animal modelo para revelar el mecanismo molecular de reprogramación después del trasplante nuclear en peces. Lograron resultados de investigación fructíferos y promovieron el desarrollo del trasplante nuclear en peces. rápido desarrollo de la tecnología de trasplantes y otros campos relacionados [6]. Hoy en día, la ingeniería de células animales tiene gran importancia en el campo de la biofarmacia. Debido a la compleja estructura de las células animales y a la clara división del trabajo [7], la ingeniería de células animales tiene grandes ventajas.

3. Productos farmacéuticos de ingeniería de células vegetales

3.1. Descripción general y desarrollo temprano de productos farmacéuticos de ingeniería de células vegetales

El uso directo de plantas como medicina o la extracción de ingredientes activos de las plantas es Métodos tradicionales de producción farmacéutica. A medida que la tecnología continúa madurando, los procesos de procesamiento y extracción se han vuelto cada vez más simples, y actualmente se produce una variedad de medicinas tradicionales chinas utilizando este método. Sin embargo, este método sólo es adecuado para plantas que son fáciles de cultivar y reproducir rápidamente, y no es adecuado para plantas con ciclos de crecimiento largos y de difícil extracción, por lo que está sujeto a muchas limitaciones. Por ejemplo, el tejo, que tiene componentes anticancerígenos, ha sufrido un golpe devastador debido a la deforestación a gran escala [8].

Los productos farmacéuticos de ingeniería de células vegetales toman las células vegetales como unidad de investigación básica y realizan una serie de operaciones en las células vegetales para cambiar las características biológicas de las células vegetales, logrando en última instancia el propósito de mejorar o cultivar nuevas variedades [9] . La aplicación del cultivo de células y tejidos vegetales tiene las ventajas de menos impurezas, extracción simple, alto contenido de ingredientes activos y ciclo de cultivo corto. Actualmente, los productos farmacéuticos de ingeniería de células vegetales se reflejan principalmente en el cultivo de células y tejidos, la transformación genética y las plantas transgénicas.

3.2.Cultivo a gran escala de la ingeniería celular vegetal

Los primeros en proponer la extracción a gran escala de medicinas naturales a partir de plantas fueron científicos estadounidenses en la década de 1950. Se obtuvo el ingrediente medicinal nitrofurazona. Como uno de los países con mayor historia en el uso de plantas medicinales, la aplicación de la tecnología de cultivo celular puede ayudar a que los materiales medicinales tradicionales chinos de mi país ejerzan un mayor valor.

La Salvia miltiorrhiza es una medicina tradicional china que tiene como funciones activar la circulación sanguínea, eliminar la estasis sanguínea, estimular la menstruación y aliviar el dolor. Sus "componentes principales" son los ácidos fenólicos y los diterpenos, y sus efectos farmacológicos son principalmente. reflejado en el tratamiento de enfermedades del sistema cardiovascular En la actualidad, debido al bajo contenido de ingredientes activos y el lento crecimiento de Salvia miltiorrhiza, los recursos silvestres de Salvia miltiorrhiza se han destruido a gran escala y la calidad de las variedades cultivadas varía de un lugar a otro. , lo que dificulta satisfacer la demanda de oferta del mercado en términos de cantidad y calidad [10].

Después de una investigación experimental, se descubrió que el uso de un reactor especial de tejido vegetal a escala de 10 litros para cultivar raíces de Salvia miltiorrhiza puede aumentar el peso fresco hasta 240 veces en sólo 50 días, y el contenido de diversos ingredientes activos también aumenta considerablemente. Este método es muy adecuado para el crecimiento y acumulación de productos de Salvia miltiorrhiza y puede evitar la contaminación por pesticidas y otras sustancias.

3.3. Tecnología transgénica vegetal

Las plantas transgénicas tienen ventajas únicas en comparación con los animales transgénicos. Por un lado, las células vegetales son totipotentes y las condiciones de cultivo celular son simples y fáciles de sobrevivir; Por otro lado, una vez que los genes extraños ingresan a la planta, se puede optimizar su expresión y se pueden acumular genes beneficiosos durante la hibridación con otras plantas. También se pueden producir vacunas utilizando plantas genéticamente modificadas. Utilizando plantas como biorreactores, se introducen vectores que portan genes antigénicos en las células receptoras, y estos antígenos específicos se expresan y modifican en las plantas para convertirlos en proteínas inmunológicamente activas. Como plantas receptoras se pueden utilizar plátanos, zanahorias, patatas, etc. Algunas vacunas vegetales con genes codificantes transformadores, como HBsAg, LTB y norovirus, se han utilizado para prevenir y tratar la hepatitis B y la diarrea bacteriana. Tanto los experimentos biológicos como los ensayos clínicos han demostrado buenas respuestas inmunes en comparación con las vacunas tradicionales, tiene las ventajas de un bajo costo de producción, una alta tasa de éxito y una fácil producción a gran escala. Aunque la investigación sobre vacunas de plantas genéticamente modificadas aún está en sus inicios, los experimentos biológicos reportados a nivel nacional con plantas genéticamente modificadas han logrado ciertos resultados [11] y se han convertido en un avance importante en la industria farmacéutica de mi país.

3.4 Biorreactor vegetal

Biorreactor vegetal, también conocido como “farmacia de genes vegetales”. Esta tecnología amplía las fuentes de proteínas y vacunas farmacéuticas, reduce los costos al tiempo que amplía la escala de la industria biofarmacéutica y genera un enorme valor comercial. La investigación y el desarrollo de biorreactores vegetales es de gran importancia para alcanzar las alturas dominantes de la bioeconomía a escala global. Muchos países desarrollados han incluido la investigación y el desarrollo de biorreactores vegetales en el plan estratégico nacional de investigación biotecnológica clave [12]. El desarrollo de plantas como reactores en mi país comenzó en la década de 1990, y todavía existe una cierta brecha con los países desarrollados en la investigación y el desarrollo de biorreactores vegetales. Después del apoyo político del "Noveno Plan Quinquenal" de mi país a este proyecto, se han logrado avances significativos [13].

4. La importancia y las perspectivas de los productos farmacéuticos de ingeniería celular

Estudiar el progreso de la investigación y las perspectivas de los productos farmacéuticos de ingeniería celular es de gran importancia para el desarrollo de la industria farmacéutica. Según las estadísticas, el 50% de los productos farmacéuticos del mundo provienen de productos farmacéuticos de ingeniería celular, de los cuales aproximadamente la mitad son extractos de células vegetales y extractos de células animales. La ingeniería celular ocupa una posición importante en la industria biofarmacéutica, proporcionando una base técnica para el desarrollo de nuevos fármacos. Tiene amplias perspectivas de aplicación en el tratamiento de enfermedades inmunes, la mejora de la eficacia terapéutica y la innovación de productos farmacéuticos. [8], la investigación sobre productos farmacéuticos de ingeniería celular está logrando avances constantemente, y su influencia y perspectivas son cada vez más evidentes. Hoy en día, los productos biofarmacéuticos y la ingeniería celular han estado estrechamente vinculados. Con la aplicación generalizada de la tecnología de ingeniería celular en la producción biofarmacéutica, la industria biofarmacéutica se ha desarrollado rápidamente y ha logrado enormes beneficios económicos [14].

Con la aparición y actualización de más tecnologías emergentes, en la futura investigación y desarrollo de productos farmacéuticos de ingeniería celular, se pueden utilizar plenamente varias plataformas tecnológicas para encontrar la solución de investigación óptima. La combinación con otros campos relacionados también promoverá mejor el desarrollo del campo biofarmacéutico de mi país. Durante el último medio siglo, los productos farmacéuticos de ingeniería celular se han desarrollado rápidamente y se han logrado muchos resultados de investigación en el campo médico. Por lo tanto, durante el período del "14º Plan Quinquenal", se debe prestar más atención a las industrias estratégicas emergentes para acelerar y fortalecer aún más el desarrollo de la biotecnología de nueva generación.

Referencias

[1] Lei Shicheng, Yang Yonghong El estado de desarrollo, las características y la plataforma tecnológica de los productos biofarmacéuticos [J]. -24.

[2] Li Gang, Liu Peng, Liu Chengxun, et al. Estado de la investigación y perspectivas de desarrollo de medicamentos de ingeniería celular en mi país [J]. : 28-31.

[3] Hu Xianwen, Xiao Chengzu. Aplicación de la ingeniería celular en la industria biofarmacéutica [J]. > [4] Liu Xiaoshuang, Chen Fei, Zhao Mengjiang, et al. Estrategia de control de pCO2 en cultivos de células de mamíferos a gran escala [J] Medical Biotechnology, 2019(2):

[. 5] Xie Jingying, Zhang Yong, Feng Ruofei. Aplicación del biorreactor de mama en el campo de los productos biofarmacéuticos [J]. Revista de Nacionalidades de la Universidad del Noroeste (Edición de Ciencias Naturales), 2018(2): 61-66. p> [6] Wang Xueqiang, Zuo Zuoyan, Sun Yonghua, et al. Trasplante nuclear y reprogramación de peces [J].

[7] Aplicación de la ingeniería celular de Tang Yaxiong en la industria biofarmacéutica [J]. Ciencia y Tecnología Eólica. 2020(6): 198.

[8] Cheng Jing, Guo Yong. Progreso de la investigación en la producción de fármacos mediante ingeniería celular [J]. >

[9] Zhao Yipin, Yang Xia, Gao Fengfeng. Progreso de la investigación en productos farmacéuticos de células vegetales [J] Educación a distancia moderna china sobre medicina tradicional china, 2012(12): 169-170. [10] Yan Qiong. Investigación sobre la inducción de una mayor producción de tanshinona y estrategias de proceso de raíces peludas de Salvia miltiorrhiza [D] Tianjin: Universidad de Tianjin

[11] Hao Yuping, Lu Lin, Yang Zhihong. Progreso de las vacunas de plantas transgénicas [J]. Progreso de la investigación sobre vacunas de plantas transgénicas [J]. Journal of Nuclear Agriculture, 2020(12):

[12] Zhang Shengli, Li Dongfang, Xu. Guifang, et al. Aplicación de biorreactores vegetales en productos biofarmacéuticos [J] Resources Development and Market, 2011, 27(2): 102-105.

[13] Li Conglin J] Science and Technology Wind, 2021(5): 173-174.

[14] Chen Jie. Aplicación de la ingeniería celular en la industria biofarmacéutica [J China High-tech Zone, 2018(3). : 58.;.