Una empresa brasileña desarrolla y exporta ADN polimerasas

Con el apoyo de la FAPESP, la compañía Cellco ideó un proceso inédito destinado a la producción de las enzimas que se emplean en la manipulación de ADN in vitro para la clonación, la secuenciación y la mutagénesis, entre otras técnicas, con aplicaciones en diagnósticos médicos y en análisis forenses basados en material genético

Fábio de Castro | Agência FAPESP – La empresa Cellco Biotec, con sede en la ciudad de São Carlos, en el estado de São Paulo, Brasil, desarrolló un proceso inédito con miras a producir por primera vez en el país ADN polimerasas con altos estándares de calidad y a una escala compatible para su comercialización.

Este emprendimiento, que contó con el apoyo del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE), de la FAPESP, fue tan exitoso que, además de ofrecerle al mercado brasileño enzimas de una calidad comparable con las importadas –y a un precio más atractivo–, le permitió a la empresa suscribir su primer contrato de exportación a Europa.

La investigadora responsable del proyecto, Amanda Bernardes Muniz, explica que las ADN polimerasas son enzimas que se utilizan abundantemente en la manipulación in vitro del ADN para su clonación, su secuenciación y su mutagénesis, entre otras técnicas con aplicaciones en diagnósticos médicos y en análisis forenses con base en material genético, por ejemplo.

“Pese a que es un insumo de uso de rutina en los laboratorios, Brasil no contaba con una producción de estas enzimas con estándares rigurosos de calidad que hicieran factible su comercialización. Nuestro objetivo era producir en el país enzimas con estándares comparables a los de las que ya se comercializan”, dice Bernardes Muniz.

Según la investigadora, graduada en física y que trabaja en el área de biofísica molecular, los procesos de control de calidad se llevaron a cabo en la empresa con el apoyo de la compañía alemana Jena Bioscience, que es una de las financiadoras de Cellco.

“La enzima se produce en bacterias y, de haber cualquier otro ADN contaminante proveniente de la producción, el resultado que se busca con la polimerasa queda comprometido. Por eso el control de calidad riguroso resulta fundamental para la comercialización”, afirma Bernardes Muniz.

“Éramos usuarios del producto y sentíamos las dificultades de la dependencia con relación a la importación”, comenta la bióloga Maria Amélia Dotta, quien actuaba en la industria farmacéutica antes de convertirse en una de las fundadoras de Cellco, en el año 2014.

“Las variaciones de precios, sujetas a los vaivenes cambiarios, causaban problemas en la programación de los proyectos y en los plazos de entrega”, dice Dotta. “Esta experiencia de nuestro trabajo con biología molecular nos mostraba que existía allí una oportunidad de desarrollo de un producto; entonces empezamos a explorar eso como un proyecto y optamos por remitirlo a la FAPESP”, añade.

La bióloga y la física se conocieron durante su doctorado, en el Instituto de Física de São Carlos (IFSC), de la Universidad de São Paulo (USP), donde ambas ya habían profundizado la investigación sobre proteínas recombinantes. Bernardes Muniz empezó a trabajar en la empresa en 2016, y el proyecto fue aprobado por el PIPE-FAPESP ese mismo año.

En 2018, con el proceso de producción de la enzima ya desarrollado, la empresa obtuvo un nuevo apoyo del PIPE-FAPESP para la etapa II, con el enfoque puest en escalarlo comercialmente. “Incluso antes del final del proyecto, el producto ya estaba en el mercado, merced al perfeccionamiento de la enzima que logramos en el marco del proyecto de Amanda”, dice Dotta.

Bernardes Muniz explica que, mediante el empleo de la ingeniería genética, el proceso de producción hizo posible la obtención de propiedades mejoradas de la enzima, que es específicamente una ADN polimerasa de la bacteria Thermus acuaticus (Taq ADN polimerasa), una de las más utilizadas, con creciente aplicación en las áreas de genotipado y de diagnóstico.

“Al agregarle ciertos dominios proteicos [partes independientes de la cadena polipeptídica] a molécula, logramos producir una enzima capaz de elaborar polimerasas más procesivas, es decir: obtuvimos una enzima más rápida que la Taq normal”, explica Bernardes Muniz.

Según Dotta, la mejora de la producción obtenida gracias a la investigación aseguró una excelente respuesta del mercado. “Desarrollamos un producto de muy alta calidad. Eso nos otorga la tranquilidad como para ofrecer un producto que ha sido exhaustivamente estudiado y probado”, afirma.

Para asegurar la calidad de la enzima, es necesario evitar la presencia de ADN microbiano e inhibidores de la reacción de PCR en su proceso de preparación, uno de los principales desafíos para su producción comercial y su habilitación para cualquier aplicación tecnológica.

Con el fin de desarrollar un control de calidad capaz de asegurar la producción de una enzima de alto rendimiento y gran pureza, Cellco utilizó como guía los procesos de su socia alemana Jena Bioscience, que pasó a comprar el producto brasileño.

“Al igual que en todos los productos de Cellco, desarrollamos todo el control de calidad con base en las exigencias de Jena para la compra de enzimas provenientes de otras empresas. Todos nuestros procesos pasan por el control de calidad de Jena, que es sumamente rígido y por eso nos brinda seguridad”, afirma Bernardes Muniz.

De acuerdo con Dotta, desde el año 2018, Cellco pasó a exportar su enzima a Alemania y se convirtió en el principal proveedor de la socia, Jena Bioscience. La empresa alemana, fundada en 1998, produce y les suministra reactivos a laboratorios de investigación e industrias farmacéuticas de diversos países.

“Ellos invirtieron en nuestra empresa de entrada, posiblemente pensando ya en que nos convirtiéramos en sus proveedores. Vislumbraban en Brasil un mercado prometedor para las ciencias de la vida, especial en lo que concierne a los reactivos”, dice la bióloga.

De acuerdo con las investigadoras, en 2020 se estimaba un mercado de ADN polimerasas en Latinoamérica de 1.000 millones de reales, con una previsión de crecimiento del 6,7 % anual hasta 2025, cuando ascenderá a 1.380 millones de reales.

Aparte de las dos etapas del proyecto de desarrollo de la enzima –concluido en febrero de 2021−, Cellco también cuenta con el apoyo de un proyecto PIPE-FAPESP aún vigente para el desarrollo de un kit de diagnóstico de COVID-19 mediante RT-qPCR (reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa con trascriptasa reversa, por sus siglas en inglés) mediante el método multiplex, lo cual abarata el producto (lea más en: https://agencia.fapesp.br/33915/). 

La empresa ya había desarrollado en el marco de otro proyecto PIPE-FAPESP un proceso productivo de dNTPs (desoxirribonucleótidos fosfatados), que se emplean en la técnica de PCR.