Fuente:
Producción biotecnológica de ácido hialurónico: una mini revisión de Jun Hui Sze, Jeremy C. Brownlie y Christopher A. Love
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4754297/
El ácido hialurónico (HA) es un polisacárido que se encuentra en la matriz extracelular de los tejidos epiteliales, neurales y conectivos de los vertebrados. Debido a la alta retención de humedad, biocompatibilidad y propiedades de viscoelasticidad de este polímero, HA se ha convertido en un componente importante de los principales productos farmacéuticos, biomédicos y cosméticos con alto valor comercial en todo el mundo. Por ejemplo, la HA con alto peso molecular (mayor que 10 kDa) es deseable para los productos utilizados en oftalmología, ortopedia, cosmética e ingeniería de tejidos (Allison y Grande-Allen 2006 ; Fagien y Cassuto 2012 ; Kogan et al. 2007 ), mientras que la HA con de bajo peso molecular (aproximadamente 5 kDa y por debajo) son útiles para producir sustancias que promueven la angiogénesis, inhiben la progresión tumoral o inducen la expresión de mediadores proinflamatorios (Jagannath y Ramachandran 2010 ; Tammi et al. 2008 ).
Actualmente, se emplean dos procesos de producción para obtener polímero HA en cantidades comerciales: extracción de tejidos animales o, más recientemente, mediante la aplicación de sistemas de expresión bacterianos en Streptococcus.
Extracción de tejidos animales.
Desde principios de la década de 1930, cuando la HA se aisló por primera vez del humor vítreo bovino (Meyer y Palmer 1934 ), la extracción de HA se ha realizado ampliamente utilizando otros tejidos animales, incluido el cordón umbilical humano, el peine de gallo y el líquido sinovial bovino. Los HA derivados de tejidos animales tienen naturalmente altos pesos moleculares.
Desventajas de la HA derivada de animales
Primero, los procesos de extracción siempre han experimentado limitaciones técnicas debido a las duras condiciones de extracción que conlleva la molienda, el tratamiento con ácido y la extracción repetida con solventes orgánicos. Esta técnica de degradación incontrolada afecta en gran medida no solo el rendimiento sino también la polidispersidad (rango de tamaños) de HA (Boeriu et al. 2013 ). Un segundo problema es que el HA animal todavía puede estar unido a proteínas celulares, incluida la hialuronidasa, una proteína de unión específica del HA (Fraser et al., 1997 ). Estas proteínas contaminantes son indeseables, ya que puede haber una posibilidad de que estas activen una respuesta inmune. Además, existe un riesgo potencial de contaminación con ácidos nucleicos, priones (bovinos) y virus (aviares) que podrían resultar en la transmisión de enfermedades infecciosas (Shiedlin et al. 2004 ). Finalmente, la extracción de HA de los tejidos animales es costosa, ya que lleva mucho tiempo completarla, requiere mucho trabajo y requiere grandes instalaciones que puedan acomodar los procesos involucrados desde la recolección de tejidos del animal hasta la extracción y purificación de HA. Como consecuencia de estos problemas técnicos y de seguridad, la producción biotecnológica de HA se considera como un método preferido para producir HA.
Sistemas de expresión bacteriana en estreptococos.
El operón ha HA sintasa se descubrió por primera vez a principios de la década de 1990, cuando se identificó un gen que codifica la enzima responsable de la síntesis de HA, denominada HA sintasa o HAS, del Grupo A de estreptococos (S. pyogenes) (DeAngelis et al. 1993 ). Este gen es parte de un operón que contiene el gen hasA que codifica la HA sintasa, el gen hasB que codifica la UDP-glucosa deshidrogenasa y el gen hasC que codifica la pirofosforilasa UDP-glucosa (Crater et al. 1995 ; Dougherty y van de Rijn 1993 ). El operón tiene en otros estreptococos, como S. zooepidemicus, contiene dos genes adicionales, hasD y hasE que codifican una enzima bifuncional (acetiltransferasa y pirofosforilasa) y fosfoglucoisomerasa respectivamente, lo que permite sintetizar la HA mediante una vía metabólica adicional. Se cree que la adición de estos dos genes al hasoperón se ha facilitado por la duplicación de genes intragenómicos junto con la frecuente recombinación homóloga (Blank et al. 2008 ).
Y ahora es el principal método de producción de HA, que posee ventajas de bajo costo, alto rendimiento y libre de origen animal.
El gel médico de hialuronato de sodio producido por Singclean es un polímero médico de origen animal extraído y refinado mediante bioingeniería de alta tecnología a partir de metabolitos de fermentación estreptocócicos con alta viscoelasticidad, lubricidad, alterabilidad física y buena biocompatibilidad.
Mercado de HA en la industria de la salud
Las funciones esenciales de la HA en el ojo humano, el líquido sinovial de las articulaciones y en las capas epidérmicas, han generado un interés considerable en el desarrollo de nuevos métodos para sintetizar y administrar la HA con éxito. Un informe reciente de análisis de mercado predijo que, como consecuencia del envejecimiento de la población y el aumento de la osteoartritis, se estimó que el mercado global de la viscoacoplación de HA en humanos solo superaría los $ 2.5 mil millones para 2017 (MRG.Net 2013 ).
