O JustLab utiliza microalgas como plataforma biotecnológica para a produção de proteínas terapêuticas, degradação de plásticos e engenharia de superfície celular. Conheça abaixo os detalhes do nosso projeto principal, com foco na produção nacional da enzima Creglicerase, e explore as nossas demais frentes de pesquisa.
FAPESP
2025/09133-0
O projeto principal do JustLab, intitulado MICROPLAT, emprega a microalga Chlamydomonas reinhardtii como biofábrica para a expressão da enzima recombinante Glicocerebrosidase (GCase). A pesquisa concentra-se na biossíntese dessa proteína terapêutica garantindo um padrão de glicosilação específico, caracterizado pela presença de cadeias ricas em resíduos de manose. Essa estrutura bioquímica resolve um problema médico e farmacológico crucial: a necessidade de assegurar que a enzima seja reconhecida e captada de forma seletiva pelas células-alvo no organismo humano. Por meio dessa engenharia de precisão, o projeto fornece o princípio ativo fundamental necessário para o tratamento direcionado da Doença de Gaucher.
Vulnerabilidade Biológica: Sistemas baseados em mamíferos (como células CHO e fibroblastos) apresentam alta suscetibilidade a infecções virais humanas, o que compromete significativamente a segurança biológica do processo produtivo.
Complexidade de Cultivo: A obtenção do padrão correto de glicosilação nesses sistemas exige a adição de inibidores dispendiosos durante o processo ou a realização de modificações enzimáticas complexas na fase de pós-produção.
Purificação Desafiadora: Em plataformas onde o produto não é naturalmente secretado (como em células de cenoura), a extração exige a lise celular, resultando em uma etapa de downstream laboriosa e de menor rendimento.
Dependência Tecnológica: As abordagens atuais demandam um alto volume de recursos financeiros e perpetuam a dependência do mercado interno em relação a patentes e tecnologias importadas.
Segurança Biológica: O uso da microalga C. reinhardtii garante um sistema de produção naturalmente imune a vírus humanos, eliminando riscos críticos de contaminação presentes em outros modelos.
Secreção Direta do Produto: A enzima terapêutica é secretada já em sua forma final e ativa diretamente no meio de cultura, o que dispensa a lise celular e simplifica o downstream.
Redução de Custos Operacionais: O bioprocesso exige menos recursos gerais de manutenção e elimina a necessidade de comprar inibidores dispendiosos ou realizar modificações pós-produção.
Autonomia Tecnológica: A abordagem consolida uma tecnologia 100% nacional, rompendo a dependência de patentes ou licenças importadas e viabilizando um acesso mais amplo ao medicamento.
Fase 1: Engenharia e Validação de Cepa: Modificação genética da C. reinhardtii para a expressão da enzima GCase, garantindo a confirmação do padrão de glicosilação rica em manose necessário para o tratamento.
Fase 2: Desenvolvimento de Upstream: Estabelecimento de protocolos otimizados de cultivo no biorreator, seguido pelas etapas iniciais de sedimentação e separação eficiente da biomassa algal.
Fase 3: Otimização de Downstream: Foco na extração e purificação da enzima por meio de filtração tangencial (clarificação/concentração) e processos de cromatografia (captura e polimento).
Fase 4: Escalonamento e Caracterização: Ampliação do volume de produção em escala piloto nos biorreatores e execução de testes rigorosos de validação de pureza e eficácia em relação aos modelos convencionais.
Fase 5: Conclusão e Documentação: Consolidação dos dados para a elaboração do relatório técnico final exigido pela FAPESP e estruturação da base científica para a transição rumo aos testes pré-clínicos.
Desenvolvimento de cepas secretoras de PETase (PHL7) para a degradação de ligações éster em plásticos, comparando organismos modelo com extremófilos como a C. pacifica.
Manipulação de rotas metabólicas para a produção de compostos de interesse, como o Ácido 3-hidroxipropanoico (3-HP), e identificação in silico de fatores de transcrição associados a vias lipídicas.
Uso da superfície celular como plataforma para biocatálise, biorremediação e drug delivery através da imobilização de proteínas.