Endotossine: tecniche innovative per l'eliminazione in campo industriale

The production of recombinant proteins and molecules of interest through the biotechnology industry is increasingly widespread. With this, it is in increase the necessary of technologies able to eliminate endotoxins, macromolecules available in the Gram-negative cell wall. They can activate the immune response of humans, but if there is an excessive exposure, they can cause serious problems. For this reason, their elimination is essential, especially from pharmacologically active molecules. Currently, the techniques used include solvent extractions, filtrations, adsorption, and chromatography. However, they present disadvantages, such as high costs, problems in the elimination of endotoxins and in the recovery of the product. Therefore, research is focusing on improving the current techniques and developing new approaches that can be more efficient and effective, to guarantee maximum product safety and quality. The thesis explores three innovative studies. In particular, research aimed at improving affinity chromatography, exploiting recombinant peptides. It is followed by research that attempts a new approach, using specific anti-lipopolysaccharide antibodies, linked to polystyrene nanoparticles. And finally, research on the GCN4-pLL peptide capable of specifically binding LPS which, however, requires further investigation.

Sempre più diffusa è la produzione di proteine ricombinanti e molecole di interesse attraverso l’industria biotecnologica. Con essa è in aumento la necessità di tecnologie in grado di eliminare le endotossine, macromolecole presenti sulla parete cellulare dei Gram negativi, batteri molto utilizzati nella produzione. Esse sono in grado di attivare la risposta immunitaria degli esseri umani, ma se l’esposizione è eccessiva possono causare gravi danni, come insufficienza multiorgano, innalzamento della temperatura corporea e modificazioni a livello metabolico. Per questo motivo è essenziale la loro eliminazione, soprattutto dalle molecole farmacologicamente attive. Attualmente, le tecniche utilizzate comprendono estrazioni con solvente, filtrazioni, adsorbimento e cromatografie. Esse presentano, però, degli svantaggi, quali costi elevati, problemi nell’eliminazione delle endotossine e nel recupero del prodotto. Per tanto, la ricerca si sta focalizzando sul miglioramento delle tecniche presenti e sullo sviluppo di nuovi approcci che possano essere più efficienti ed efficaci, per garantire una massima sicurezza e qualità del prodotto. La tesi esplora tre studi innovativi. In particolare, una ricerca volta al miglioramento della cromatografia di affinità, sfruttando peptidi ricombinanti. È seguita, da una ricerca che tenta un nuovo approccio, attraverso l’utilizzo di anticorpi specifici anti-lipopolisaccaride, legati a nanoparticelle di polistirene. E infine, una ricerca sul peptide GCN4-pLL in grado di legare in modo specifico i LPS che necessita, però, ulteriori approfondimenti.