Produção de ácido hialurônico para uso terapêutico e cosmético por processo biotecnológico utilizando levedura Kluyveromyces lactis recombinante

• Processo: 22/07389-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2023
• Área de conhecimento: Ciências da Saúde - Farmácia
• Acordo de Cooperação: SEBRAE-SP
• Pesquisador responsável: Antonio Milton Vieira Gomes
• Beneficiário: Leticia Minervino da Silva
• CNAE: Comércio atacadista de instrumentos e materiais para uso médico, cirúrgico, ortopédico e odontológico ; Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais ; Atividades profissionais, científicas e técnicas não especificadas anteriormente
• Vinculado ao auxílio: 21/11988-3 - Produção de ácido hialurônico para uso terapêutico e cosmético por processo biotecnológico utilizando levedura Kluyveromyces lactis recombinante, AP.PIPE
• Assunto(s): Biotecnologia industrial Bioprocessos Ácido hialurônico Kluyveromyces
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ácido hialuronico | Bioprocesso | Biotecnologia Industrial | Kluyveromyces lactis | Biotecnologia aplicada à produção de Biomoléculas terapêuticas e cosméticas.

Resumo

O Ácido Hialurônico (AH) é um biopolímero composto por repetições alternadas de ácido glucurônico (GlcUA) e N-acetil glucosamina (GlcNAc) e está presente em todos os vertebrados. Segundo projeções da empresa "Grand View Research", o mercado global de AH foi avaliado em 10,80 bilhões de dólares em 2020 e projeta-se um crescimento anual composto de 8,1%, além de atingir o valor de 14,48 bilhões de dólares em 2027. Devido às suas propriedades reológicas e físico-químicas, o AH encontra-se em frequente ascensão na utilização da formulação de diversos cosméticos, produtos associados a cirurgias médicas, suplementação alimentar, bem como nas áreas de medicamentos, oftalmologia, ortopedia, reumatologia e dermatologia. No Brasil, o AH utilizado em produtos é em sua grande maioria obtido por importação de outros países. O AH é produzido naturalmente por bactérias pertencentes ao gênero Streptococcus que são patogênicas e consequentemente dificultam a manipulação segura do microrganismo em laboratório e posterior cultivo em biorreatores. O processo de escalonamento das tecnologias usando estas células também é atrasado devido aos custos de biossegurança e purificação. Como alternativa a essas bactérias, organismos geneticamente modificados (OGMs) vem sendo desenvolvidos para sintetizar AH, alcançando valores de produção similares a bactérias do gênero Streptococcus. No Brasil, uma cepa OGM da levedura Kluyveromyces lactis, chamada cepa BAP, foi previamente modificada para produzir AH. Este foi o primeiro estudo na literatura a usar K. lactis como plataforma para síntese de AH; a primeira levedura produtora de AH OGM criada no Brasil e a segunda no mundo. Cultivos em biorreator utilizando a cepa BAP apresentaram uma produtividade de 1,89 g/L de AH sem nenhuma otimização de meio de cultura e condição de fermentação. Neste contexto o objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um processo economicamente viável e escalonável para produção de AH de grau cosmético e médico utilizando K. lactis. Serão realizadas otimização de meios de cultura e determinadas condições de produção em biorreator de bancada. As técnicas de purificação também serão otimizadas a fim de obter AH de grau de pureza compatível com aplicações cosméticas e médicas. Durante todas essas etapas de desenvolvimento serão realizadas avaliações técnicos-econômicas do processo objetivando diminuição de custo e eficiência de processo. Por fim, será realizada uma profunda caracterização do AH produzido por K. lactis seguindo padrões qualidade estabelecidos pelas farmacopeias e agências regulatórias, e também serão realizados testes de segurança em culturas de células e tecidos. Concomitante ao processo de P&D será realizado o desenvolvimento comercial do projeto. Inicialmente o objetivo é a comercialização do AH produzido por K. lactis como um produto destinado a pesquisa (Research Use Only). Posteriormente, com o avanço do desenvolvimento do processo, pretende-se buscar certificações de qualidade para alcançar o mercado cosmético, tais como empresas que utilizam AH nas formulações de cremes, shampoos e protetores solares. Por fim, o objetivo comercial a longo prazo e a produção do AH destinado a mercados nobres, tais como oftalmologia, ortopedia, reumatologia e dermatologia. No Brasil não existe atualmente nenhuma tecnologia de produção de AH por OGM e apenas poucos estudos são focados na caracterização do AH produzido por cepas patogênicas. Após o fim deste projeto, é esperada a criação da primeira cepa OGM brasileira produtora de AH com potencial de concorrência com as outras cepas existentes no mundo. Além disto, é esperada a criação da primeira tecnologia nacional utilizada para a produção de AH no Brasil. (AU)