Biotehnologii Farmaceutice

CAPITOLUL I. AGENŢI BIOLOGICI UTILIZAŢI ÎN BIOTEHNOLOGIILE

FARMACEUTICE

Nomenclatorul agenţilor biologici utilizaţi în biotehnologie se extinde în permanenţă.

Între cele mai importante grupe de agenţi biologici, pe primul loc se situează cel mai

tradiţional dintre ei – celula microbiană. Numai în secolul al XX – lea s-au realizat progrese

majore în cunoaşterea structurii şi funcţiilor acestor microorganisme utile, precum şi a

geneticii lor. S-a început, de pildă, inducerea artificială de mutaţii cu ajutorul radiaţiilor X, al

radiaţiilor ultraviolete sau cu cel al unor substanţe chimice, fapt care a permis intensificarea

procesului de selecţie a unor microorganisme utile. De exemplu, suşele sălbatice de

Penicillium erau capabile să producă numai circa 60 mg de penicilină per litru de mediu de

cultură în perioada când s-a descoperit că acest antibiotic este capabil să vindece unele infecţii

bacteriene. După un proces intens de selecţie, realizat prin folosirea atât a unor mutaţii

naturale, cât şi a celor induse artificial, s-au obţinut suşe care sunt capabile să producă circa

20g de penicilină la litru de mediu de cultură, adică de peste 10.000 ori mai mult decât cele

sălbatice neameliorate.

După 1970, odată cu apariţia ingineriei genetice, s-au creat condiţii favorabile pentru

manipularea informaţiei genetice a microorganismelor industriale, pentru transferul de gene

de la o specie la alta, pentru crearea de programe genetice artificiale. S-au putut astfel obţine

suşe noi de microorganisme capabile să mărească considerabil eficienţa proceselor

microbiologice în producerea de substanţe utile cu rol terapeutic.

Cerinţa care trebuie întotdeauna respectată se referă la concordanţa dintre alegerea

agentului biologic şi principiul tehnologic. Astfel, dacă pe parcursul a mai multe cicluri de

cultivare propietăţile agentului biologic dispar sau suferă modificări esenţiale, atunci

respectivul agent biologic trebuie acceptat ca fiind netehnologic, deci neutilizabil pentru

stadiile ulterioare. Până la obţinerea unui agent biologic care să corespundă principiului

tehnologic, nici un produs biofarmaceutic nu trebuie recomandat pentru producerea în sistem

industrial. Cele mai importante grupe de microorganisme utilizate în procesele biotehnologice

farmaceutice clasice şi moderne sunt drojdiile, mucegaiurile şi bacteriile.

1. Drojdiile

Sunt un grup de peste 500 de specii care aparţin, în conformitate cu modul lor de

reproducere sexuat sau asexuat, la trei clase de fungi şi anume: Ascomycetes, Basidiomycetes

2

şi Deuteromycetes. Ele sunt organisme de tip eucariot, având nucleu prevăzut cu membrană

nucleară, diviziune celulară de tip mitotic şi meiotic, precum şi un anumit număr de

cromozomi ce constituie o caracteristică de specie. Cele mai utilizate tulpini de drojdii în

procesele biotehnologice farmaceutice sunt: Saccharomyces cerevisiae, S. boulardii,

Hansenula polymorpha, Candida boidinii, C. utilis,C. lipolytica, Kluyveromyces fragilis,

Eremothecium ashby, etc.

La drojdii, talusul fungal este generat de o singură celulă. Drojdiile sunt predominant

fungi unicelulari, de formă redusă, ovală sau alungită.Lungimea variază de la 2 la aproximativ

10 milimicroni. Un număr limitat de drojdii elaborează capsule extracelulare. Un exemplu

este Cryptococcus neoformans, un patogen uman care produce o formă gravă de meningită la

bolnavii de SIDA. În acest caz, capsula mucopolizaharidică, creează drojdiei rezistenţă la

mecanismele de apărare ale organismului uman, putând astfel cauza meningita.

Drojdiile, în general, se reproduc prin proces asexuat de înmugurire. Celula parentală

dezvoltă o protuberanţă, care eventual se separă de celula iniţială. În fisiune, întâlnită la

drojdiile de tipul Schizosaccharomyces pombe, celula parentală este divizată în doi

descendenţi, într-un mod similar cu fisiunea binară transversală întâlnită la reproducerea

bacteriană.

Drojdiile formează rar structuri multicelulare. Unele drojdii, cum ar fi Candida

boidinii, formează lanţuri celulare numite pseudomicelii sau pseudohife. Pseudomiceliul este

format din celule de drojdii alungite, care provin de la mugurii care aderă unul de altul, sub

forma unui lanţ. Celulele individuale din structura pseudomiceliului sunt independente una de

alta şi spre deosebire de unităţile din structura hifelor septate, nu sunt conectate între ele prin

pori. Drojdiile cu morfologie unicelulară tipică se pot prinde terminal sau de-a lungul

pseudomiceliului, formând un blastospor secundar. Unele drojdii pot produce pereţi

despărţitori formând micelii adevărate, care cu siguranţă sunt subordonate condiţiilor de

creştere.