Desenvolvimento de plataformas de síntese de proteínas sem células para descoberta e/ou produção de produtos biológicos

Resultado Esperado:

Este tópico visa apoiar atividades que permitam ou contribuam para um ou vários impactos esperados do destino “Manter uma indústria de saúde da UE inovadora, sustentável e competitiva”. Para esse fim, as propostas sob este tópico devem visar entregar resultados que sejam direcionados, adaptados e que contribuam para todos os seguintes resultados esperados:

• As indústrias biofarmacêuticas obtêm acesso a processos simplificados de desenvolvimento e produção de produtos biológicos à base de peptídeos ou proteínas.
• Os sistemas de saúde beneficiam da disponibilidade de sistemas de produção aprimorados ou descentralizados para tecnologias de saúde inovadoras que envolvem peptídeos ou proteínas, e que melhoram a saúde e os cuidados.
• Cidadãos e pacientes beneficiarão de melhor acesso, disponibilidade e acessibilidade de produtos farmacêuticos baseados em produtos biológicos.

Âmbito:

A Síntese de Proteínas Sem Células (CFPS) tem sido empregada na pesquisa biológica fundamental por décadas, no entanto, o interesse pela abordagem como um meio viável para o desenvolvimento e produção de medicamentos surgiu apenas nos últimos anos. As vantagens que a CFPS oferece em termos de eficiência, simplicidade, flexibilidade, economia de custos e tempo superam os obstáculos que ainda precisam ser superados para que a CFPS se torne um sistema de fabricação rotineiro para produtos biológicos à base de peptídeos ou proteínas.

Atualmente, existem vários sistemas CFPS utilizados que são baseados em lisados de células procarióticas ou eucarióticas (incluindo mamíferos) ou sistemas totalmente sintéticos que consistem em toda a maquinaria molecular necessária para criar proteínas funcionais. A escolha de um lisado específico é ditada pela proteína alvo e pela aplicação de uso final. Proteínas que requerem modificação pós-traducional são geralmente produzidas usando lisados de células de mamíferos. Assim, os sistemas baseados em células de mamíferos são de particular interesse, pois combinam propriedades inerentes às células eucarióticas e sua capacidade de produzir proteínas glicosiladas semelhantes às humanas com as vantagens da síntese sem células. Essas proteínas incluem fragmentos de anticorpos, antígenos, partículas semelhantes a vírus, citocinas, enzimas, peptídeos e proteínas antimicrobianas contendo aminoácidos não naturais. Os benefícios da CFPS são múltiplos, desde a facilidade de manuseio e escalabilidade, lançamento da produção sob demanda, capacidade de trocar rapidamente de produtos, purificação simplificada até padronização e controle de qualidade facilitados. A CFPS requer menos recursos energéticos, a pegada de fabricação é menos complexa e menor do que no cultivo de células e permite a produção de proteínas que têm efeitos tóxicos nas células. Além disso, a CFPS tem o potencial como uma tecnologia capacitadora para medicamentos personalizados e é suscetível à fabricação descentralizada. A CFPS ganhou ainda mais interesse no passado recente devido aos avanços na biologia sintética e graças ao surgimento da Aprendizagem de Máquina/Inteligência Artificial (ML/IA). O uso de aprendizado profundo generativo e inteligência artificial tem alto potencial no design de-novo de biomoléculas com propriedades específicas de natureza terapêutica e/ou preventiva. A CFPS oferece grandes oportunidades para aumentar o rendimento na triagem das biomoléculas criadas de-novo.

A aplicação da biologia sintética, potencialmente também combinada com IA generativa, e a biossíntese sem células abrem novas vias para o design, descoberta e fabricação de terapias não apenas contra doenças infecciosas, mas também doenças não transmissíveis e igualmente para vacinas.

As propostas devem abordar pelo menos dois dos seguintes elementos:

• Abordar os gargalos que atualmente dificultam a implantação em larga escala da CFPS, ou seja, a falta de uma abordagem de qualidade por design, a necessidade de caracterizar totalmente os lisados celulares subjacentes e seus atributos críticos de qualidade e a necessidade de melhor compreensão das correlações…