Evaluación de la producción de ésteres de enantiómeros S (+) de ibuprofeno por biocatálisis de la esterasa recombinante 499EST inmovilizada.

Las enzimas lipolíticas pueden liberar ácidos grasos y alcoholes a partir del rompimiento de enlaces éster (hidrólisis), o bajo condiciones anhidras realizar la reacción contraria donde se produce la formación del enlace éster (esterificación). Su capacidad para catalizar estas reacciones con alta eficiencia y estabilidad, quimio, regio y enantioselectividad, el no requerir cofactores y ser activas en solventes orgánicos las convierte en biocatalizadores muy competitivos y versátiles en la industria (1). Godoy et al (2015) (2) en su estudio sobre las predicciones tecnológicas del uso de las lipasas a nivel industrial, muestran que estas son biocatalizadores industriales ampliamente utilizados en diferentes sectores industriales, principalmente en la industria farmacéutica.En esta industria, los analgésicos son los fármacos más usados a nivel mundial y más del 90% pertenece al grupo de las drogas antiinflamatorias no esteroidales (non-steroidal anti-inflammatory, NSAIs - por sus siglas en inglés). La mayoría de estos medicamentos comercializados son obtenidos por síntesis química en mezclas racémicas (omeprazol, fluoxetina, citalopram, cetirizina, ibuprofeno, naproxeno, entre otros) (3, 4). Estos últimos medicamentos son vendidos en su forma genérica como mezcla racémica, es decir con igual concentración de los isómeros R(-) y S(+), siendo el isómero S(+) el que tiene mayores propiedades benéficas al organismos. Contrario, el isómero R(-) interfiere con el metabolismo normal de los lípidos al reaccionar directamente con los triacilglicéridos conllevando a largo plazo a tener otros problemas de salud. El consumo de preparaciones enantioméricas puras específicamente del enantiomero S(+) aumenta los beneficios frente al consumo del medicamento racémico, como disminución de las interacciones farmacocinéticas con otras drogas, no interfiere con el metabolismo de lípidos, disminución de la dosis, disminución de efectos secundarios como la gastritis, entre otros. La presencia del (R)-ibuprofeno en la mezcla racémica, desacelera la rapidez con que actúa el enantiómero S, desde 12 hasta 38 minutos (http://medicina.usac.edu.gt/quimica/quiral/aplicaciones.htm).Desde el punto de vista farmacéutico es deseable la producción de fármacos ópticamente puros y las empresas utilizan comúnmente la síntesis enantioselectiva, que permite producir un enantiómero y no la mezcla racémica. Esta síntesis enantioselectiva se logra a través del uso de las enzimas que son altamente especificas en sus reacciones.Como parte de los resultados del Centro de Excelencia en Genómica y Bioinformática de Ambientes Extremos (GeBix), los investigadores de la Unidad de Saneamiento y Biotecnología Ambiental (USBA) de la Pontificia Universidad Javeriana se identificaron y caracterizaron de suelos y manantiales termales ácidos del Parque Natural Nacional Los Nevados (PNN Los Nevados) más de 10 enzimas lipolíticas psicrofílicas (5) y termofílicas (6, 7). Entre este grupo de enzimas se destaca la esterasa 499EST que exhibe una alta estabilidad en condiciones extremas de pH y temperatura, y tiene la propiedad de ser enantioselectiva permitiéndole resolver mezclas racémicas de importancia a nivel industrial farmacéutico. El grupo de investigación cuenta con una patente derivada de estos resultados que consiste en una enzima recombinante esterasa modificada, que tiene preferencia enantioselectiva sobre sustratos (S) de ésteres de profenos como ibuprofeno y naproxeno (8). Durante el desarrollo de estas investigaciones se ha trabajado en colaboración con el grupo de investigación de Microbiología y Biotecnología liderado por el Prof. Dr. Wolfgang Streit (Universidad de Hamburgo, Alemania) para la construcción y tamizaje de bibliotecas de DNA genómico extraído de muestras de suelos y de microorganismos de manantiales termoacidófilos del PNN Los Nevados en la búsqueda de enzimas lipolíticas. Los principales resultados de esta colaboración quedaron condensados en la publicación de López et al (2014), A novel thermoalkalostable esterase from Acidicaldus sp. strain USBA-GBX-499 with enantioselectivity isolated from an acidic hot springs of Colombian Andes, y en la presentación de resultados en congresos internacionales (9, 10). Por lo tanto, este proyecto propone identificar condiciones de cultivo del clon E. coli pET-499EST que permitan aumentar la producción de la enzima recombinante 499EST y determinar el efecto de la inmovilización de la enzima 499EST en los soportes MP1000 y Eupergit ® CM sobre su capacidad enantioselectiva sobre ibuprofeno.