Tetrahymena: una plataforma biotecnológica novedosa para la producción de ingredientes activos naturales, proteínas recombinantes y detección de tóxicos ambientales

Abstract

Tetrahymena es el eucariota unicelular ciliado no patógeno más estudiado y empleado a nivel biotecnológico, pues combina la complejidad de procesos celulares típicos presentes en eucariotas con una gran facilidad de manipulación genética y de cultivo en todos los sistemas y escalas. Tetrahymena produce ingredientes activos naturales de interés, como los ácidos grasos poli-insaturados (PUFA´s), la provitamina D3 y numerosas enzimas (lipasas, diversas fosfolipasas, proteasas, glicosidasas) de aplicación médica y/o industrial. Tetrahymena se presenta como un huésped ideal para la expresión de proteínas recombinantes complejas, principalmente proteínas que requieren modificaciones post- traduccionalespara su actividad, como la N-glicosilación, pues el ciliado realiza este procesamiento de modo eficaz y uniforme. También resulta de especial interés en la expresión de proteínas y péptidos con localización en membranas, por su correcto direccionamiento y anclaje, empleándose en el diseño de vacunas a subunidades, tanto humanas como veterinarias. Tetrahymena se emplea extensamente en sistemas de detección de tóxicos ambientales debido a su extrema sensibilidad, existiendo varios kits comerciales disponibles. El conocimiento genético- molecular y las herramientas de biología molecular disponibles, así como la experiencia en el escalamiento de los cultivos en bioreactores, permiten prever una intensificación de su uso, especialmente en la exploración de metabolitos de gran demanda, enzimas y medicinas novedosas.

Summary Tetrahymena is the unicellular non-pathogenic ciliate most thoroughly studied and exploited at the biotech level, since it combines the typical complexity of cellular processes displayed in eukaryotes with easiness in genetic manipulation and straightforward culture systems at all scales. Tetrahymena produces natural active ingredients of interest, such as polyunsaturated fatty acids (PUFA's), provitamin D3 and numerous enzymes (lipases, various phospholipases, proteases, glycosidases) of medical and/or industrial application. It is an ideal host for the expression of complex recombinant proteins, especially proteins that require post-traductional modifications for their activity, such as N-glycosylation, since this is a process that the ciliate performs efficiently and uniformly. Moreover, Tetrahymena is of special interest for the expression of membrane proteins and peptides, due to the correct processing and anchoring of these proteins, being currently proposed for the design of human and veterinary vaccines, especially from the subunit type. Due to its sensitiveness Tetrahymena is widely used as a system for the detection of environmental toxics, and several commercial kits are already in the market. The extensive genetic knowledge and molecular biology tools available, as well as the experience in the scale-up of cultures in bioreactors, predict an intensification of its use, especially in the exploration of high-demand metabolites, novel enzymes and medicines.