Produzione di proteine con l'ingegneria genica

Tra le prime applicazioni commerciali delle tecniche di manipolazione genetica, intorno al 1970, ci sono state la produzione in microorganismi procariotici di alcune proteine umane di interesse terapeutico, come l’insulina, utilizzata nel trattamento del diabete insulinodipendente, e dell’ hGF (ormone della crescita), utilizzato nel trattamento del nanismo ipofisario. Nonostante i primi risultati ottenuti producessero rese ancora relativamente modeste, l’espressione eterologa di proteine di interesse terapeutico o farmacologico si impone rapidamente come metodo di produzione prevalente per gli evidenti vantaggi economici e sanitari. I primi esempi di espressione eterologa di proteine di interesse clinico sono stati ottenuti in E.coli, Ancora oggi la maggior parte delle produzioni di proteine ricombinanti, sia a livello industriale che di laboratorio, sfrutta organismi procariotici, prevalentemente E.coli e, ma in qualche caso anche specie diverse come Bacillus Subtlis e lieviti, perché questi organismi sono semplici ed economici da crescere e la loro genetica e biochimica è estremamente ben caratterizzata. Nonostante tutti questi vantaggi, ci sono delle controindicazioni perché la maggior parte delle proteine di interesse clinico sono di origine umana e comunque destinate all’uomo e non sempre funzionano correttamente se prodotte in procarioti. Infatti per il loro corretto funzionamento le proteine devono trovare un ambiente per poter assumere una configurazione corretta e devono possedere numerose modificazioni post-traduzionali che, in molti casi non possono essere introdotte in un organismo procariote. Per superare questi problemi si sono evoluti numerosi vettori di espressione eucariotici e le modifiche vengono introdotte a livello della sequenza nucleotidica di DNA utilizzando varie tecniche di mutagenesi casuale o, sempre più spesso, sito-specifiche.