Utilizarea microorganismelor în obținerea produselor farmaceutice

1. INTRODUCERE. GENERALITATI

In secolul al XX-lea s-au realizat progrese mari in cunoasterea structurii si functiilor microorganismelor utile, precum si a geneticii lor. Dupa 1970, odata cu aparitia inginerie genetice, s-au creat conditii favorabile pentru manipularea informatiei genetice a microorganismelor industriale si pentru transferul de gene de la o specie la alta. Astfel s-au obtinut noi tulpini modificate, capabile sa mareasca considerabil eficienta proceselor microbiologice in producerea de substante utile cu rol terapeutic.

Cele mai importante grupe de microorganisme utilizate in procesele biotehnologice farmaceutice clasice si modern sunt drojdiile, bacteriile si mucegaiurile.

Drojdiile

Cele mai utilizate specii de drojdii in procesele biotehnologice farmaceutice sunt Saccharomyces cerevisae, Saccharomyces boulardi, Hansenula polymorpha, Candida boidini, Candida utilis, Candida lipolytica, Kluyveromyces fragilis, etc..

Pentru drojdiile ce isi pastreaza activitatea vitala, la ora actuala se fac recomandarile terapeutice:

- Prevenirea si tratamentul accidentelor digestive datorate antibioticelor;

- Tratamentul gastroenteritelor acute;

- Tratamentul diareelor datorate colonului iritabil;

- Prevenirea diareelor in cursul alimentatiei enterale. (Matei- Radoi, F., 2006, pp.61-62)

Bacteriile

Un alt grup de mare importanta in biotehnologiile farmaceutice este reprezentat de bacterii. Printre cele mai importante tulpini bacteriene utilizate se pot enumera: E.coli, Bacillus subtilis, Bacillus macerans, Micrococcus glutamicus, Corynebacterium glutamicum, Brevibacterium lactofermentum, Brevibacterium brevis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus fermenti, Bifidumbacterium bifidium, Acetobacter suboxidans, Xanthomonas campestri, Streptomyces sp., Streptococcus sp., Borrelia .

Mucegaiurile

Mucegaiurile produc pentru industria farmaceutica compusi deosebit de important, precum antibioticele si enzimele cu rol terapeutic. Cele mai importante grupe de fungi sunt Penicillium notatum, Penicillium crysogenum, Aspergillus oryzae si Aspergillus niger. (Vamanu, A. 2003, pp. 109-111).

Dintre produsele cu importanta farmaceutica obtinute cu ajutorul microorganismelor, se pot mentiona: antibioticele, aminoacizii si enzimele cu rol terapeutic, hormonii, interferonii, vaccinurile, bacteriocinele, interleukinele, alcaloizii.

In continuare voi prezenta principalii reprezentanti ai acestor clase de substante terapeutice.

2. ANTIBIOTICELE

Cel mai important grup de produse farmaceutice care se obtin prin biosinteza cu tulpini microbiene este reprezentat de antibiotice. Antibioticele joaca un rol important in tratarea unui spectru larg de afectiuni .

Antibioticile sunt compusi organici antimicrobieni produsi de microorganisme sau obtinute prin sinteza sau semisinteza care in doze foarte mici, inhiba dezvoltarea microorganismelor patogene.

Studiile asupra antibioticelor au avut ca punct de inceput descoperirea in anul 1929 de catre Alexander Fleming a faptului ca Penicillium notatum este capabil sa produca un compus capabil sa inactiveze selectiv un numar mare de bacterii, fara a influenta nejustificat gazda. Au urmat numeroase studii care au avut ca rezultat identificarea unui numar mare de astfel de substante, denumite antibiotice. Antibioticele au fost utilizate inca din anul 1945, cand a inceput sa se utilizeze penicilina. La ora actuala se cunosc un numar foarte mare de antibiotice, numarul lor ridicandu-se la aproximativ 4000, dintre care doar 50 au o utilizare larga. Smith, John – Biotechnology- Fourth Edition, editura Cambrige, pag 140-141

Antibioticele reprezinta produsi de metabolism secundari ai microorganismelor, care nu sunt indispensabili pentru cresterea acestora in cultura pura. Antibioticele sunt sintetizate in cantitate mare la sfarsitul fazei de crestere exponentiala, cand mediul de cultura se epuizeaza in substante nutritive. S-a constat ca sinteza antibioticelor se realizeaza in cadrul unor cai metabolice, in care intervin 10-30 gene, ce determina sinteza unor enzime, care favorizeaza desfasurarea diferitelor etape succesive necesare in procesul de sinteza a antibioticelor.

Cele mai importante si economice antibiotice produse la ora actuala sunt redate in tabelul 1.

Componentul antibiotic Microorganismul producator Spectrul de activitate

Actinomicina D Streptomyces sp. Antitumoral

Bacitracina Bacillus sp. Antibacterian

Bleomicina Streptomyces sp. Anticancer

Cefalosporina Acremonium sp. Antibacterian

Cloramfenicol Cephalosporium sp. Antibacterian

Daunorubicina Streptomyces sp. Antiprotozoar

Fumagillina Aspergillus sp. Antiamoebic

Griseofulvina Penicillium sp. Antifungic

Mitomicina C Streptomyces sp. Antitumoral

Penicilina G Penicillium sp. Antibacterian

Rifamicina Nocardia sp. Antituberculozic

Streptomicina Streptomyces sp. Antibacterian

Tetraciclina Streptomyces sp. Antibacterian, antiamoebic