Les protéines sont le cheval de bataille des systèmes biologiques facilitant la plupart des processus biologiques dans une cellule, notamment l’expression des gènes, la croissance cellulaire, la prolifération, l’absorption des nutriments, la communication intercellulaire et l’apoptose. Le plan de synthèse des protéines est stocké dans l’ADN, qui sert de modèle aux processus de transcription hautement régulés pour produire l’ARN messager (ARNm). Le message codé par l’ARNm est ensuite traduit en séquences définies d’acides aminés qui forment une protéine. Les protéines sont synthétisées selon un processus similaire en deux étapes dans tous les organismes – l’ADN est d’abord transcrit en ARN, puis l’ARN est traduit en protéine.

Que sont les protéines recombinantes?

Les protéines recombinantes sont des protéines codées par un ADN recombinant qui a été cloné dans un vecteur d’expression qui prend en charge l’expression du gène et la traduction de l’ARN messager. La modification du gène par la technologie de l’ADN recombinant peut conduire à l’expression d’une protéine mutante. La protéine recombinante est une forme manipulée de la protéine native, qui est générée de diverses manières afin d’augmenter la production de protéines, de modifier les séquences génétiques et de fabriquer des produits commerciaux utiles.

Comment sont fabriquées les protéines recombinantes?

La production de protéines recombinantes commence au niveau génétique, où la séquence codante de la protéine d’intérêt est d’abord isolée et clonée dans un vecteur plasmidique d’expression. La plupart des protéines recombinantes à usage thérapeutique proviennent de l’homme mais sont exprimées dans des micro-organismes tels que des bactéries, des levures ou des cellules animales en culture. Les gènes humains sont très complexes et contiennent souvent des séquences d’ADN non codantes appelées introns. Par conséquent, une version sans intron du gène est souvent fabriquée en convertissant l’ARNm en ADNc. Comme l’ADNc est dépourvu de régions régulatrices, les vecteurs d’expression fournissent des séquences de promoteur, de site de liaison au ribosome et de terminateur. La production de protéines recombinantes à des fins de recherche est principalement motivée par la rentabilité, la simplicité et la rapidité du processus, ainsi que par des rendements adéquats du produit. Les protéines co-exprimées dans les bactéries ne posséderaient pas de modifications post-traductionnelles, par exemple la phosphorylation ou la glycosylation ; des systèmes d’expression eucaryotes sont nécessaires pour cela.

De nombreuses protéines recombinantes nécessitent des modifications protéiques, telles que la glycosylation, qui ne sont disponibles que dans les cellules eucaryotes. Les levures, les cellules d’insectes et les systèmes de culture de cellules de mammifères offrent de telles modifications post-traductionnelles. Au cours de la dernière décennie, des protocoles efficaces de transfection transitoire auraient été mis au point. Les lignées cellulaires dérivées de HEK293 sont utilisées pour la production transitoire de protéines. À l’heure actuelle, la plupart des protéines thérapeutiques recombinantes sont produites dans des cellules de mammifères, car celles-ci sont capables de produire des protéines de haute qualité semblables à celles qui existent dans la nature. En outre, de nombreuses protéines thérapeutiques recombinantes approuvées sont générées dans E.coli en raison de sa génétique bien caractérisée, de sa croissance rapide et de sa production à haut rendement.

Recherche biomédicale pour comprendre la santé et la maladie

Les protéines recombinantes sont des outils utiles pour comprendre les interactions protéine-protéine. Les interactions protéiques sont fondamentalement caractérisées comme stables ou transitoires et jouent un rôle important dans les processus cellulaires. Récemment, les microréseaux RP pour examiner les interactions protéine-protéine sont devenus populaires. Pour cette approche, les chercheurs ensemencent une lame avec de nombreuses protéines immobilisées, qu’ils traitent ensuite avec diverses molécules pour examiner comment les deux agents interagissent entre eux. Grâce à ce système, les scientifiques ont étudié les interactions des protéines avec d’autres protéines ou peptides, enzymes, petites molécules, lipides et acides nucléiques. Cela permet des débits beaucoup plus élevés lorsqu’il s’agit d’étudier les interactions protéine-protéine.
Les protéines recombinantes ont prouvé leur performance dans plusieurs techniques de laboratoire, telles que l’ELISA, le western blot et l’immunohistochimie (IHC). Les protéines recombinantes sont utilisées pour développer des tests enzymatiques. Lorsqu’elles sont utilisées en conjonction avec une paire d’anticorps assortis, les protéines recombinantes peuvent servir de normes dans les tests ELISA et de contrôles positifs dans les western blots et l’IHC. Les protéines recombinantes sont des outils précieux pour étudier la réponse cellulaire au stress et aux situations pathologiques. Les protéines et les peptides recombinants administrés à des modèles animaux de maladies aident les chercheurs à identifier de nouveaux candidats thérapeutiques potentiels.

Protéines recombinantes pour les biothérapies

La plupart des maladies humaines sont systémiquement ou partiellement liées au dysfonctionnement de protéines spécifiques. Les protéines thérapeutiques fournissent des thérapies importantes pour une variété de maladies, telles que le diabète, le cancer, les maladies infectieuses, l’hémophilie et l’anémie. Les protéines thérapeutiques courantes comprennent les anticorps, les protéines de fusion Fc, les hormones, les interleukines, les enzymes et les anticoagulants. Les protéines humaines obtenues par génie génétique jouent un rôle clé sur le marché des médicaments thérapeutiques. L’un des nombreux vaccins RP approuvés par la FDA est le vaccin contre l’hépatite B pour la prévention de l’infection causée par tous les sous-types connus de ce virus.
La première protéine recombinante utilisée dans un traitement était l’insuline humaine recombinante en 1982 et l’industrie des PR s’est rapidement développée depuis. À ce jour, plus de 130 PR ont été approuvées par la FDA américaine pour un usage clinique. Cependant, plus de 170 PR sont produites et utilisées en médecine dans le monde entier. L’insuline humaine recombinante a été un exemple très précoce de l’utilisation de la biotechnologie dans le développement de médicaments. Les protéines recombinantes sont des médicaments puissants qui ne présentent pas d’effets secondaires hors cible et dont le développement est plus rapide que celui des petites molécules. Toutes les Big Pharma développent désormais des PR comme médicaments et c’est donc une industrie de plusieurs milliards de dollars.
Les protéines recombinantes utilisées en clinique comprennent des hormones recombinantes, des interférons, des interleukines, des facteurs de croissance, des facteurs de nécrose tumorale, des facteurs de coagulation sanguine, des médicaments thrombolytiques et des enzymes pour traiter des maladies majeures comme le diabète, le nanisme, l’infarctus du myocarde, l’insuffisance cardiaque congestive, l’apoplexie cérébrale, la sclérose en plaques, la neutropénie, la thrombocytopénie, l’anémie, l’hépatite, la polyarthrite rhumatoïde, l’asthme, la maladie de Crohn et les thérapies contre le cancer. Soutenue par de nombreuses citations évaluées par les pairs, Enzo offre une gamme étendue de protéines recombinantes et natives pour une variété de domaines de recherche. Nos protéines sont validées dans des essais fonctionnels spécifiques et sont fabriquées selon les normes de qualité les plus strictes.

Les protéines recombinantes sont utilisées dans la production alimentaire, l’agriculture et la bio-ingénierie. Par exemple, dans l’industrie de l’élevage, des enzymes peuvent être ajoutées aux aliments pour animaux afin d’augmenter la valeur nutritionnelle des ingrédients alimentaires, de réduire les coûts de gestion des aliments et des déchets, de soutenir la santé intestinale des animaux, d’améliorer les performances des animaux et d’améliorer l’environnement. En outre, les bactéries lactiques (BL) sont utilisées depuis longtemps pour la production d’aliments fermentés. Récemment, les BL ont été modifiées pour l’expression de protéines recombinantes, qui auront un large éventail d’applications telles que l’amélioration de la digestion et de la nutrition humaine/animale.
Les progrès dans le domaine de la biotechnologie ont augmenté et facilité la production de protéines recombinantes pour diverses applications. L’importance des PR a augmenté rapidement pour la recherche fondamentale en sciences de la vie, les réactifs de diagnostic et les médicaments thérapeutiques. Leur rôle dans la biotechnologie est irremplaçable. Nous nous réjouissons également de voir de nouveaux progrès dans le traitement de diverses maladies grâce aux protéines recombinantes. Le catalogue d’Enzo de protéines natives et recombinantes largement citées et soigneusement validées contribuera à accélérer cette recherche. Nos décennies d’expérience dans la conception et la fabrication d’enzymes actives, et de kits de découverte de médicaments offrent des outils pour cribler les inhibiteurs d’enzymes spécifiques et l’identification d’une cible thérapeutique potentielle. Veuillez contacter notre équipe de support technique pour toute assistance supplémentaire.