Extração e purificação do biofármaco antileucêmico L-asparaginase (ASNase) utilizando sistemas aquosos bifásicos com polímeros e líquidos iônicos - Magri, Agnes (2019)
A L-asparaginase destaca-se como um importante biofármaco utilizado no tratamento de leucemia, além da sua utilização na indústria alimentícia. Seu alto custo de produção se deve principalmente às etapas de purificação, que correspondem em geral a mais de 70% do valor do produto final. Assim, novos processos de extração líquido-líquido, como a aplicação de Sistemas Aquosos Bifásicos (SABs), surgem como técnicas alternativas de extração/purificação mais econômica e biocompatível. Nesse sentido, este trabalho avaliou um processo alternativo para a purificação de baixa resolução da enzima L-asparaginase (ASNase) utilizando-se SABs com polímeros e sais ou líquidos iônicos (LIs). Inicialmente, foi realizado um estudo comparativo de diferentes metodologias de quantificação da atividade da ASNase comercial, a fim de compreender as interferências dos métodos em diferentes condições, e assim estabelecer um método de quantificação adequado para determinação da atividade de ASNase nos SABs. A seguir, a estabilidade da ASNase foi avaliada frente aos diferentes componentes de fases dos SABs. Dessa forma, LIs derivados de colinas e polímeros foram testados como solventes alternativos na biocatálise, e a fim de compreender o efeito do tamanho da cadeia do ânion dos LIs sob a estabilidade da enzima, foram testadas soluções aquosas contendo as colinas com os seguintes ânions: cloreto ([Ch]Cl); acetato ([Ch][Ac]); propanoato ([Ch][Pro]); butanoato ([Ch][But]) e hexanoato ([Ch][Hex]). O aumento da cadeia alquílica do ânion teve um efeito negativo na atividade enzimática devido à maior afinidade desses compostos pela proteína, portanto, [Ch]Cl e [Ch][Ac] foram selecionados como os melhores solventes alternativos, mantendo a estabilidade e aumentando a atividade enzimática da ASNase. Estes LIs foram então avaliados como agentes formadores de fase em diferentes SABs. Quanto aos polímeros, avaliou-se a estabilidade e atividade da ASNase em soluções aquosas de polietilenoglicol de massa molecular média 600 g.mol-1 (PEG 600) e polipropilenoglicol de massa molecular média 400 g.mol-1 (PPG 400), e constatou-se que a ASNase se manteve estável e ativa, podendo esses polímeros serem também utilizados como agentes formadores de fase em diferentes SABs. Dessa forma, foram avaliadas inicialmente as capacidades extrativas de sistemas polímeros-sal/LIs usando como modelo a ASNase comercial. Os SABs testados foram capazes de concentrar a ASNase comercial, com eficiências de extrações > 95%, podendo a partição da mesma ser totalmente controlada pela escolha apropriada da natureza do polímero ou sais/LIs utilizados. Por fim, os melhores SABs se mostraram plataformas promissoras para extração da ASNase a partir de lisado celular de E. coli. O conjunto de resultados mostraram que os SABs podem ser eficientemente aplicados na extração e purificação de biomoléculas complexas de interesse farmacêutico, com capacidade para serem utilizados como plataformas de integração dos processos upstream e downstream em modo contínuo e/ou semi-contínuo. Além disso, foi demonstrado que os LIs derivados de colinas podem ser utilizados como solventes alternativos na estabilização/ativação da ASNase, com grande potencial para serem utilizados em meios reacionais catalíticos ou sintéticos, para outras enzimas e moléculas, em processos industriais.