¿Qué problemas enfrentan actualmente los científicos e investigadores en los procesos de cultivo celular, fermentación y producción biofarmacéutica (con un enfoque en el medio ambiente y el sustrato)?

Trabajo en un laboratorio de ingeniería metabólica donde no nos centramos en productos farmacéuticos, sino en la producción de otros productos de valor agregado a través de la fermentación, que pueden presentar problemas similares, tales como:

  • Flujo de equilibrio a través de cada paso enzimático de una vía de síntesis para evitar los cuellos de botella y la acumulación de productos intermedios
  • Disponibilidad de cofactores relacionados con la vía como ATP, NADPH, etc. (también, la compensación entre el crecimiento celular y la formación del producto).
  • De manera similar, la disponibilidad de precursores endógenos para la ruta, que puede ser cualquier cosa que la célula tenga en un momento dado, según la naturaleza de la ruta. Por ejemplo, algo aguas abajo del sustrato de azúcar que se alimenta a la célula.
  • Identificación de cofactores y / o precursores limitantes
  • Momento de la inducción / activación de la vía con respecto a la fase de crecimiento celular, y si se debe inducir como un todo o partes por separado
  • Toxicidad de productos intermedios
  • Toxicidad del producto final
  • Degradación endógena del producto final
  • Separación del producto final de medios o células

Esta lista sin duda crecerá cuanto más tiempo me quede en este laboratorio.

Con respecto al sustrato inicial, esto puede ser un problema en muchos otros grupos, pero mis experiencias se limitan a cepas diseñadas para utilizar únicamente glucosa. La selección de sustrato no era el problema, sino más bien explorar y explotar lo que se puede lograr desde un punto de partida tan simple.

Dado el sustrato fácilmente renovable, los problemas ambientales tampoco han sido motivo de gran preocupación (más bien, las vías desarrolladas a veces están motivadas por “¿podemos hacer que X utilice un proceso biológico más barato y más limpio que los procesos químicos actuales?”).