Biotecnología aplicada al desarrollo de una nueva hormona folículo-estimulante bovina recombinante de larga duración

Abstract

La ganadería es una actividad económica clave en Argentina, cuya rentabilidad depende en gran medida de la eficiencia reproductiva y la calidad genética del ganado. La técnica de superovulación y transferencia de embriones (MOET) permite acelerar la mejora genética, pero requiere el uso de hormona folículo-estimulante (FSH), que actualmente se obtiene de glándulas pituitarias animales. Estas preparaciones presentan limitaciones como variabilidad entre lotes, posible contaminación con LH y una vida media corta en circulación. En este contexto, el desarrollo de una FSH recombinante bovina (rbFSH) con mejores propiedades farmacocinéticas constituye una alternativa prometedora. En esta tesis se diseñó una variante de larga duración de rbFSH (rbFSH-LD) incorporando 18 sitios potenciales de O-glicosilación mediante tres repeticiones del péptido mGMOP en el extremo C de la subunidad β. Se generaron líneas celulares estables para la producción de rbFSH y rbFSH-LD, adaptadas a cultivo en suspensión en medio libre de suero y cultivadas en biorreactores de 1 L en modo perfusión. La purificación se optimizó mediante cromatografía IMAC, obteniéndose hormonas con pureza superior al 99%. La variante rbFSH-LD mostró mayor masa molecular y heterogeneidad isoeléctrica asociada a un mayor contenido de ácido siálico. Los estudios farmacocinéticos y biológicos evidenciaron una vida media prolongada y una actividad específica 2,4 veces mayor que la rbFSH. En vacas, una única dosis de rbFSH-LD generó una respuesta superovulatoria comparable a ocho dosis de rbFSH convencional.

Livestock production is a key economic activity in Argentina, where profitability largely depends on reproductive efficiency and genetic quality of cattle. Multiple ovulation and embryo transfer (MOET) is widely used to accelerate genetic improvement; however, this technique requires follicle-stimulating hormone (FSH), which is commonly obtained from animal pituitary glands. These preparations present several limitations, including batch-to-batch variability, potential contamination with luteinizing hormone (LH), and a short circulating half-life. Therefore, the development of a recombinant bovine FSH (rbFSH) with improved pharmacokinetic properties represents a promising alternative. In this thesis, a long-acting rbFSH variant (rbFSH-LD) was engineered by incorporating 18 potential O-glycosylation sites through the addition of three repeats of the mGMOP peptide at the C-terminus of the β subunit. Stable cell lines producing rbFSH and rbFSH-LD were generated and adapted to suspension culture in serum-free medium, and subsequently cultivated in 1 L perfusion bioreactors. Purification was optimized using immobilized metal affinity chromatography (IMAC), yielding hormones with purity greater than 99%. The rbFSH-LD variant exhibited higher molecular mass and increased isoelectric heterogeneity, consistent with a higher sialic acid content. Pharmacokinetic and biological studies demonstrated a prolonged half-life and a 2.4-fold higher specific activity compared with rbFSH. In cattle, a single dose of rbFSH-LD induced a superovulatory response comparable to that obtained with eight doses of conventional rbFSH.