TGF-β3: sviluppo di una proteina ricombinante in Nicotiana benthamiana tramite Plant Molecular Farming

The production of recombinant proteins in plant systems represents a promising alternative to microbial or animal production platforms, thanks to low production costs and high production scalability. This research project, carried out at Transactiva Srl, focused on the production of the recombinant protein TGF-β3, a multifunctional cytokine involved in cell proliferation and differentiation processes, through the transient transformation of Nicotiana benthamiana plants mediated by the bacterium Agrobacterium tumefaciens, the technique of choice for transient protein expression. Considering the future dermocosmetic application of the protein, the design was also oriented towards the regulatory context. The process involved an initial phase of creating the vector containing the coding sequence for the protein of interest, followed by cloning in Escherichia coli and subsequent transformation of A. tumefaciens, used for the transformation of plants. After expression, the protein was extracted from the biomass, purified through chromatographic and non-chromatographic steps, and characterised to assess its quality and stability with a view to its inclusion in final formulations.

La produzione di proteine ricombinanti in sistemi vegetali rappresenta un’alternativa promettente alle piattaforme di produzione microbiche o animali, grazie ai bassi costi di produzione e all’elevata scalabilità di produzione. Questo progetto di ricerca, svolto presso l’azienda Transactiva Srl, si è concentrato sulla produzione della proteina ricombinante TGF-β3, una citochina polifunzionale coinvolta nei processi di proliferazione e differenziamento cellulare, tramite la trasformazione transiente di piante di Nicotiana benthamiana, mediata dal batterio Agrobacterium tumefaciens tecnica d’elezione per l’espressione transiente di proteine. Considerata la futura applicazione dermocosmetica della proteina, la progettazione è stata orientata anche in funzione del contesto regolatorio. Il processo ha previsto una fase iniziale di creazione del vettore contenente la sequenza codificante per la proteina d’interesse, seguita da clonaggi in Escherichia coli e successiva trasformazione di A. tumefaciens, impiegato per la trasformazione delle piante. Dopo l’espressione, la proteina è stata estratta dalla biomassa, purificata attraverso passaggi cromatografici e non, e caratterizzata per valutarne la qualità e la stabilità in vista dell’inserimento in formulazioni finali.