GENETIC ENGINEERING OF LARGE ANIMALS: RECOMBINANT PROTEIN PRODUCTION IN THE ANIMAL PLATFORM - LAZZAROTTO, CÍCERA REGINA (2017)
RESUMO Desde o desenvolvimento da tecnologia do DNA recombinante no século passado, grandes passos foram dados nas áreas de biotecnologia e biomedicina, sendo a produção de proteínas recombinantes para fins terapêuticos uma das maiores inovações na indústria biotecnológica e farmacêutica. Neste contexto, o desenvolvimento de organismos transgênicos emerge como um componente chave na busca por melhorias no processo de produção de proteínas recombinantes. A plataforma animal, baseada no uso de animais transgênicos como biorreatores, é considerada um dos maiores sucessos da biotecnologia, oferecendo possibilidades atrativas, como baixo custo de produção e alta produtividade e qualidade das proteínas recombinantes. Tendo em vista a produção de proteínas recombinantes na plataforma animal, a glândula mamária é considerada o melhor órgão para essa finalidade, uma vez que o mesmo é especializado em síntese proteica, caracterizando-se como um excelente biorreator. Nas últimas duas décadas muitos animais domésticos transgênicos foram desenvolvidos para produzir proteínas para fins terapêuticos na glândula mamária e em outros fluidos corporais. Apesar do sucesso da transgenia em grandes animais, ainda estamos longe de uma situação ideal, já que muitos eventos durante esse processo ainda não podem ser completamente controlados. Normalmente, os transgenes são integrados em locais aleatórios no genoma então, a expressão e secreção da proteína recombinante podem variar devido a efeitos de posição, como silenciamento gênico. Uma abordagem para ajudar a resolver parte dos problemas relacionados com o desenvolvimento de animais fundadores de linhagens transgênicas, consiste em dirigir a inserção do transgene para sítios específicos no genoma, conhecidos como safe harbor loci (SHL), o que pode assegurar uma boa expressão da proteína recombinante. Os recentes avanços no desenvolvimento de ferramentas para edição de genoma, como CRISPR/Cas9, tem liderado uma revolução na engenharia genética, permitindo que as alterações sitio-dirigidas no genoma sejam feitas com relativa facilidade, como a inserção de transgenes em SHL por recombinação homóloga. Adicionalmente, além do desenvolvimento de animais transgênicos, vetores virais como lentivírus e adenovírus, têm sido extensivamente utilizados na transferência de genes para a produção de proteínas recombinantes in vitro e in vivo. Ambos os sistemas apresentam uma estratégia racional para testar a viabilidade da expressão da proteína em antes do desenvolvimento de animais transgênicos. No estudo desenvolvido nesta tese, foram identificados com sucesso dois safe harbor loci no genoma bovino, H11 e ROSA26, onde em cada locus se inseriu um transgene de 5.5 kb por recombinação homóloga, comprovando que ambos são aptos à inserção e expressão de transgenes. Também se avaliou a eficácia de duas moléculas, SCR7 e RS-1, como potenciais enhancers da via de reparo por recombinação homóloga, objetivando aumentar as taxas de inserção sítio dirigida. Contudo, não foi observado aumento na frequência de recombinação homóloga ao se utilizar ambas as moléculas. Em conjunto, os estudos desenvolvidos nesta tese podem auxiliar e melhorar o processo de transgenia em grandes animais, garantindo a inserção do transgene em safe harbor loci por recombinação homóloga, minimizando a possibilidade de efeitos indesejáveis, como silenciamento gênico. Palavras-chave: Transgenia. Safe harbor loci. CRISPR/Cas9. Recombinação homóloga. Proteína recombinante.