Recombinant human collagen – a transgenic miracle?
mgr Dominika Kuczyńska-Schulz, Dip. Sports Nutr.
Słowa kluczowe: rekombinowany kolagen ludzki, kolagen, hydroksyprolina, łańcuch α1 kolagenu typu I, transgeniczne organizmy
Streszczenie
Kolagen jest głównym białkiem strukturalnym organizmu człowieka. Jego unikalna budowa i właściwości oraz znaczenie w regeneracji tkanek powodują, że znajduje szerokie zastosowania w biotechnologii, inżynierii tkankowej, w farmakologii oraz w medycynie regeneracyjnej, a z uwagi na znaczący ubytek kolagenu obserwowany w procesach starzenia się skóry – także w lekarskich zabiegach o charakterze estetycznym.
Stosowany komercyjnie kolagen pozyskiwany jest z tkanek zwierzęcych, co może nieść ryzyko transmisji patogenów. Problemem jest także brak pełnej biozgodności z białkami kolagenu ludzkiego oraz ryzyko indukowania odpowiedzi immunologicznej. Poszukując w pełni bezpiecznego kolagenu, rozpoczęto próby otrzymywania ludzkiego kolagenu, początkowo z zastosowaniem transgenicznych linii komórkowych, a następnie z wykorzystaniem transgenicznych roślin, bakterii, drożdży oraz owadów.
Rozwój technologii otrzymywania rekombinowanego kolagenu ludzkiego, który dokonał się w minionych dekadach, pozwolił w końcu na rozpoczęcie komercyjnej produkcji wyrobów biomedycznych, opartej na platformach z wykorzystaniem systemów roślinnych, z użyciem drożdży i owadów. Rekombinowany kolagen stanowi bezpieczną alternatywę dla szeroko stosowanych produktów pozyskiwanych z tkanek zwierzęcych. Niemniej z uwagi na wiele trudności związanych z uzyskaniem pożądanej aktywności enzymów determinujących modyfikacje post-translacyjne syntetyzowanych białek kolagenu technologie te wymagają dalszego rozwoju w celu optymalizacji kosztów i wydajności.
Key words: recombinant human collagen, collagen, hydroxyproline, collagen a1 chain, transgenic organisms
Abstract
Collagen is the main structural protein of the human body. Its unique structure and properties as well as the importance in tissue regeneration make it widely used in biotechnology, tissue engineering, pharmacology and regenerative medicine, and due to the significant loss of collagen observed in the aging processes of the skin, also in aesthetic medicine procedures. Commercial collagen is obtained from animal tissues, which may carry the risk of transmission of pathogens. Other problems include the lack of full biocompatibility with human collagen proteins and the risk of inducing an immune response. In search of completely safe collagen, attempts were made to obtain human collagen, initially with the use of transgenic cell lines, and then with the use of transgenic plants, bacteria, yeast and insects.
The development of technology for the production of recombinant human collagen, which has taken place in the past decades, has finally allowed the commencement of commercial production of biomedical products, based on platforms using plant systems, using yeast or insects. Recombinant collagen is a safe alternative to widely used products derived from animal tissues. However, due to the many difficulties associated with obtaining the desired activity of the enzymes determining the posttranslational modification of the synthesized collagen proteins, these technologies require further development in order to optimize costs and efficiency.
