Molecular Farming  Empleamos plantas medicinales, como bioreactores para producir farmacos. ¿Por qué en plantas? Las pla...
El mercado de metabolitos producidos , con células vegetales para las farmacéutica en el 2003: 130,000 USdlls/kg. Taxus cu...
<ul><li>Producción de metabolitos secundarios en reactores. </li></ul><ul><li>“ Molecular Farming” en BioKab. </li></ul><u...
Biotecnología y su impacto en BioKab. Introducción y objetivos: <ul><li>Historia de la Biotecnología a nivel mundial: </li...
Implementación de la Ingeniería metabólica. <ul><li>Al alterar las rutas metabólicas permite que las raíces transformadas ...
Semillas In-Vitro Semillas en tierra con fertilizantes Plantula in Vitro Raíz transformada in-vitro Raiz T en Reactor Raiz...
Cepas existentes en BioKab y sus beneficios comerciales esperados. <ul><li>Agrobacterium tumefaciens C58. </li></ul><ul><l...
Estos resultados nos permite visualizar nuevos horizontes con beneficios a corto plazo: <ul><li>La metodología del “molecu...
Dónde estamos y qué beneficios podemos obtener en el futuro: <ul><li>Su producción puede ser controlada dándonos metabolit...
Producción de Metabolitos en Reactores basado en Raíces transformadas. Airlift A4-mod Centella Asiática Airlift A4-mod Alf...
Procedimiento para cultivo in vitro empleados a la fecha en BioKab. <ul><li>Preparación del medio de cultivo – MS. </li></...
Métodos utilizados por BioKab para la transformación de plantas. <ul><li>Infección directa: </li></ul><ul><li>Se realiza a...
Metodologías estudiadas y desarrolladas en BioKab, preparación de medio de cultivo MS <ul><li>Pesar 4.4 g para preparar un...
Plantas potenciales a transformar en el 2005 uso medicinal y evaluación química de componentes. Tanino, vit. A y C, sales ...
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  1. 1.   Molecular Farming Empleamos plantas medicinales, como bioreactores para producir farmacos. ¿Por qué en plantas? Las plantas funcionan como bioreactores produciendo proteínas a bajos costos y en grandes cantidades. ¿Cómo se hace? Mejoramiento genético para introducir hormonas y proteínas a las plantas. ¿Qué es? Es la producción de proteínas de alto valor agregado en plantas.
  2. 2. El mercado de metabolitos producidos , con células vegetales para las farmacéutica en el 2003: 130,000 USdlls/kg. Taxus cuspidata Taxol 95,000 USdlls/kg. Lithospermum erytrorhizon Shikonina 45,000 USdlls/kg. Hyoscyamus niger Hiosciamina 85,000 USdlls/kg. Panax ginseng Ginsenósidos 70,000 USdlls/kg. Digitlis lanata Digoxina 80,000 USdlls/kg. Coptis japonica Berberina 30,000 USdlls/kg. Catharanthus roseus Ajmalicina 50,000 USdlls/kg. Anchusa officinalis Ácido rosmarínico Precio Kg. en USdlls. Cultivo productor Metabolito secundario
  3. 3. <ul><li>Producción de metabolitos secundarios en reactores. </li></ul><ul><li>“ Molecular Farming” en BioKab. </li></ul><ul><li>5 años de investigaciones “2000-2004” </li></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Ing. Antonino Berrondo Mir. BioKab. </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Ing. Roberto Macias Ochoa. BioKab. </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Ing. Katya Berrondo Aragón. BioKab. </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>T.Lab. Roció Arias Amaro. BioKab. </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Ing. Zayra Toledano Santana. UAEM-CIQ. & BioKab. </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Ing. Angélica Najera Figueroa. UAEM-CIQ. & BioKab. </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><li>Con nuestro agradecimiento : </li></ul><ul><li>Dra. Laura Álvarez. UAEM-CIQ lab. 10. </li></ul><ul><li>Dra. Maria del Carmen Garduño. UAEM-CIQ lab. 9. </li></ul><ul><li>Ing. & M.C. Ali Assaf Torres. Cinvestav & BioKab. </li></ul><ul><li>Dra. Ma. Luisa Villareal. UAEM-CIB. </li></ul>
  4. 4. Biotecnología y su impacto en BioKab. Introducción y objetivos: <ul><li>Historia de la Biotecnología a nivel mundial: </li></ul><ul><li>En 1986 se inician experimentos en campo con plantas transgénicas. </li></ul><ul><li>En 2000 se realizaron más de 10,000 ensayos con transgénicos. </li></ul><ul><li>Maíz, tomate, soja, batata, algodón y canola fueron los principales. </li></ul><ul><li>El proceso y su rápida evolución fue cuestionada a pesar de sus ventajas. </li></ul><ul><li>La tolerancia a herbicidas, resistencia a insectos y virus, son los beneficios. </li></ul><ul><li>Su reproducción ya contiene el gen integrado al genoma de la planta. </li></ul><ul><li>Historia de BioKab del 2000 al 2005: </li></ul><ul><li>Biokab lleva 5 años en estudio, investigación y evaluación de metodologías. </li></ul><ul><li>A la planta del Axihuitl le incorporamos el Agrobacterium y la transformamos genéticamente eliminando el uso de hormonas y proteínas, permitiendo su desarrollo en hidroponía o directamente en reactores Airlift económicamente. </li></ul><ul><li>En 2004 experimentamos con matraces y bioreactores Airlift el Axihuitl. </li></ul><ul><li>En 2005 Biokab iniciaremos su escalación en reactores de 5 & 10 litros y posteriormente la venta de sus extractos y metabolitos. </li></ul>
  5. 5. Implementación de la Ingeniería metabólica. <ul><li>Al alterar las rutas metabólicas permite que las raíces transformadas funcionen como reactores biológicos por si mismas. </li></ul><ul><li>La transformación de raíces y su escalamiento, promete ser una gran contribución de la ingeniería genética a la medicina moderna del futuro. </li></ul><ul><li>Resultados a la fecha : </li></ul><ul><li>Las raíces se producen en condiciones controladas, “in vitro”. </li></ul><ul><ul><li>Se colocan semillas de Axihuitl en el frasco con medio de cultivo MS </li></ul></ul><ul><li>La micropropagación es la técnica para la transformación de plantas y raíces. </li></ul><ul><ul><li>Incubamos en oscuridad por 48 hrs. a 38°C. para su germinación. </li></ul></ul><ul><li>El cultivo y transformación se desarrolla en condiciones de temperatura, humedad, fotoperiodo e irradiación controlados. </li></ul><ul><ul><li>Sacamos esta germinación a la luz y las mantuvimos a una temperatura de 28°C durante 20 días. La manipulación se realiza en cabinas de flujo laminar estéril. </li></ul></ul><ul><ul><li>Se infectó con éxito en plántulas de axihuitl, amor de hortelano y chile morrón con obtención de raíces transformadas. </li></ul></ul><ul><ul><li>Estas raíces se reprodujeron a nivel Matraz con aireación a base de movimiento-shaker. </li></ul></ul><ul><li>Eliminamos toda dependencia de condiciones climáticas, geográficas y controlamos los ciclos de producción y crecimiento. </li></ul><ul><ul><li>Actualmente las estamos escalando de matraz a reactor de 5 litros tipo airlift. </li></ul></ul><ul><li>Producimos compuestos aromáticos, alcaloides y pigmentos. </li></ul><ul><li>Dirigida principalmente a la industria farmacéutica y de cosméticos. </li></ul>
  6. 6. Semillas In-Vitro Semillas en tierra con fertilizantes Plantula in Vitro Raíz transformada in-vitro Raiz T en Reactor Raiz T en medio Donde estamos y que hacemos - 2004
  7. 7. Cepas existentes en BioKab y sus beneficios comerciales esperados. <ul><li>Agrobacterium tumefaciens C58. </li></ul><ul><li>Agrobacterium rizhogenes A4 & A4 modificada. </li></ul><ul><li>Agrobacterium rizhogenes A12 & japonicum. </li></ul><ul><li>Obteniendo: </li></ul><ul><li>Los Agrobacterium, agregan la proteína a la secuencia del ADN que tenía la planta </li></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>. </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><li>Obteniéndose la transformación estable en nodos y ramas. </li></ul><ul><li>La raíz transformada nacida en dicho nodo ya no necesita fitohormonas ya que se las proporcionó el agrobacterium durante su transformación y crecimiento. </li></ul><ul><li>Producción de opinas por la misma raíz al ser catabolizada por el agrobacterium, permite el crecimiento de raíces transformadas estables. </li></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>. </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><li>La transmisión continua de sus característica y componentes medicinales, le permiten su industrialización en laboratorios y en los reactores Airlift de BioKab, al tener la nueva secuencia del ADN ya integrada. </li></ul>
  8. 8. Estos resultados nos permite visualizar nuevos horizontes con beneficios a corto plazo: <ul><li>La metodología del “molecular farming” esta siendo divulgada ampliamente por universidades y centros de investigación y su aceptación es mundial. </li></ul><ul><li>La demanda del mercado de proteínas, se está incrementando en forma exponencial y su aplicación farmacéutica es todo un éxito. </li></ul><ul><li>Las proteínas expresadas en plantas resultan 10 veces más económicas que las expresadas tradicionalmente, creándose un nich de mercado. </li></ul><ul><li>El costo de vacunas en plantas, anticuerpos o proteínas puede ser de 50 veces menor, representando un gran beneficio para la humanidad. </li></ul><ul><li>Para la cura de enfermedades cancerigenas, depresivas y contagiosas. Los precios de los medicamentos y en especial de los metabolitos secundarios, siguen en los miles de dólares por kilo, área a incursionar. </li></ul><ul><li>Estos complejos compuestos permiten el ingreso del medicamento a las células enfermas y/o deficientes, pueden ya ser producidos con novedosas técnicas y metodologías en las mismas plantas medicinales o raíces. </li></ul><ul><li>Biokab esta incursionando en la obtención de estos compuestos, para que su producción garantice una constante calidad del compuesto a extraerse que se incorporará como parte del medicamento. </li></ul>
  9. 9. Dónde estamos y qué beneficios podemos obtener en el futuro: <ul><li>Su producción puede ser controlada dándonos metabolitos secundarios en forma constante y de la misma calidad. Biokab-OK. </li></ul><ul><li>Al tener integradas sus proteínas y hormonas, el costo de operación de los reactores es económicamente competitiva. Biokab-OK. </li></ul><ul><li>Las raíces transformadas crecen 7 veces mas rápidas que la planta convencional, dándonos una mayor productividad. Biokab-OK. </li></ul><ul><li>Factibilidades y potenciales beneficios para Biokab a partir del 2005: </li></ul><ul><li>Proveeremos a la industria cosmética de componentes naturales con estructuras complejas de la naturaleza para Acné & Herpes. </li></ul><ul><li>El poder proveer a la industria farmacéutica de fármacos de calidad y precios atractivos para Diabetes, puede llevar a BioKab al éxito deseado. </li></ul><ul><li>Si empleamos esta técnica en plantas más difíciles de transformar con compuestos complicados y requeridos en los fármacos, su innovación y rendimiento puede ser sumamente atractivo, volviéndonos protagonistas. </li></ul><ul><li>Al ser técnicas experimentales y en desarrollo que estamos innovando, su protección a “copyright o confidencialidad” deberá de ser considerada. </li></ul>
  10. 10. Producción de Metabolitos en Reactores basado en Raíces transformadas. Airlift A4-mod Centella Asiática Airlift A4-mod Alfalfa Airlift A4-mod Chile morrón Cicatriza Acne Herpes Diabetes Mar/05 1 cm. Airlift A4-mod Axihuitl Conclusi Cosmeti Fármaco Actividad Química Extracto c/28 días Reactor Raíz Planta
  11. 11. Procedimiento para cultivo in vitro empleados a la fecha en BioKab. <ul><li>Preparación del medio de cultivo – MS. </li></ul><ul><li>Esterilización de semillas. </li></ul><ul><li>Siembra de semillas en un medio nutritivo. </li></ul><ul><li>Aislamiento de secuencias del ADN, para la creación de raíces transformadas. </li></ul><ul><li>Incisión de la plántula con Agrobacterium. </li></ul>
  12. 12. Métodos utilizados por BioKab para la transformación de plantas. <ul><li>Infección directa: </li></ul><ul><li>Se realiza asepsia a la planta con una solución de cloro y agua estéril. </li></ul><ul><li>Se seleccionan los tallos a infectar. </li></ul><ul><li>Se realizan heridas en los tallos con una jeringa estéril que contiene una solución. de agro bacteria, las cuales se inoculan al tallo al momento de hacer la incisión. </li></ul><ul><li>Se espera de 3 a 4 semanas a que emerjan las raíces ya transformadas. </li></ul><ul><li>Infección en placa: </li></ul><ul><li>Se realizan los cortes a la planta, en los segmentos nodales, tallo u hojas. </li></ul><ul><li>Se realiza la asepsia de los cortes con solución de cloro y agua estéril. </li></ul><ul><li>Se toman los segmentos con unas pinzas estériles y se pasan por la caja con la cepa bacteriana para realizar la infección. </li></ul><ul><li>Se colocan en cajas con medio MS sin sacarosa ni hormonas. </li></ul><ul><li>Se mantienen en un fotoperiodo por 24 hrs., a 28°C, a oscuras. </li></ul><ul><li>Después de este tiempo se ponen a la luz de las lámparas a 28°C. </li></ul><ul><li>Se espera a que emerjan las raíces de 3 a 4 semanas. </li></ul>
  13. 13. Metodologías estudiadas y desarrolladas en BioKab, preparación de medio de cultivo MS <ul><li>Pesar 4.4 g para preparar un litro de medio de cultivo MS y colocarlo en un matraz erlenmeyer de un volumen mayor al que se desea preparar. </li></ul><ul><li>Pesar 10 g/lt de agar bacteriológico para que solidifique el medio, y agregarlos al matraz. </li></ul><ul><li>Adicionar 1 lt de agua destilada, poco a poco al matraz e ir agitando hasta disolver el sólido (medio). </li></ul><ul><li>Si el medio no se disuelve, ponerlo en agitación o calentar un poco, de manera que se observe una solución homogénea. </li></ul><ul><li>Ajustar el pH del medio de 5.4 a 5.8, esto se logra adicionando gota a gota de ácido clorhídrico si el pH es básico; o hidróxido de potasio si el pH es ácido. </li></ul><ul><li>Meter el medio de cultivo a la autoclave de 15 a 20 lb. de presión (120 °C) de 15 a 20 min. </li></ul><ul><li>Adicionar 10 g de sacarosa a un litro de medio de cultivo después de haberlo esterilizado. </li></ul><ul><li>Vaciar el medio a frascos previamente esterilizados. </li></ul><ul><li>Dar 24 hrs. para observar si el medio de cultivo no se contaminó y es estable para poder ser utilizado. </li></ul>
  14. 14. Plantas potenciales a transformar en el 2005 uso medicinal y evaluación química de componentes. Tanino, vit. A y C, sales minerales, pigmentos, antocianicos, ac. Cítrico, malico y benzoico, azúcares, ericolina, quercetina, flavonas. Astringente Hojas y fruto Vaccinium myrtillus Arandano Checar resultados reales ----------------------------- Cicatrizante, herpes, hojas Eupatorium s.p. Axihuitl Antiestresante Raíz, hojas Panax quinquefoliu Ginseng america Aceite esencial, taninos, saponinas, ácidos orgánicos Cicatrizante, varices y celulitis Hojas Rossmarinus officinalis Romero Taninos Celulitis, varices Tallo Equisetum robustum Cola de caballo Hemorroides y varices Hoja Ginkgo biloba Ginkgo Triterpenos, asiatic cosi, madecosi Hemorroides y varices Tallo Gotukola Centella asiática Vit. A, B y C, aceite esencial, sales, alcaloides, tanino, saponinas, azúcar reducido, asparragina, potasio, tirosinasa Acné Planta entera Toraxacum officinale Diente de león Taninos glucosídicos, aceite esencial Astringente, relajante Corteza, ramas y hojas Hamamelis virginiana Hamamelis

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