Hôte hétérologue

Il y a plusieurs avantages à utiliser des bactéries :

• Les bactéries se multiplient de façon très rapide.
• La culture de bactérie est, la plupart du temps, simple.
• Elles peuvent produire des protéines en grandes quantités (haut niveau d'expression).
• Les mécanismes génétiques de ces organismes sont bien connus et facilement manipulables.

Il existe cependant certaines limites bien qu'elles puissent être contournées en développant des stratégies lorsque les souches ont suffisamment été étudiées :

• Certaines protéines doivent subir une modification post-traductionnelle mais les bactéries ne possèdent pas le matériel adéquat .
• Les protéines peuvent être mal repliées : mauvaise conformation des peptides ce qui ne permet d'obtenir une protéine aux mêmes fonctions que la protéine native.
• La bactérie ne possédant pas le même type de membrane Gram+ / Gram- les protéines hétérologues ne pourront pas emprunter les différents moyens de transport membranaire et s'accumuleront à l’intérieur de la bactérie.
• Les protéines peuvent être dégradées par des protéases présentes par le biais d'une contamination[4].

Les bactéries Escherichia Coli et Bacillus subtilis sont très souvent utilisées comme hôtes hétérologues[5].

Les champignons, dont les levures combinent certains avantages des procaryotes et eucaryotes :

• concernant la production en masse des procaryotes (car elles ont une croissance rapide, de haut niveaux d'expressions...)[3].
• concernant leurs capacités à réaliser les modifications post-traductionnelles des eucaryotes[6].

• Ils produisent des protéines pouvant être hyper-glycosylée ce qui peut provoquer des réactions immunitaires (caractère immunogène).
• Les levures ne sont pas capables de sécréter les protéines dans le milieu de culture ce qui rend la purification de la protéine plus compliquée car elle ne sera pas isolée des protéines cytoplasmiques.

Saccharomyces cerevisiae est notamment utilisée pour produire des vaccins contre l'hépatite B bien que les levures et champignons soient utilisés plus régulièrement pour la production de protéines peu complexes[6].

L'utilisation de cellules de mammifères comme hôtes hétérologues est la plus commune pour la fabrication de protéines humaines[7].

• Production de protéines avec des modifications post-traductionnelles spécifiques aux mammifères.
• Un bon repliement des protéines[3].

• Les coûts de productions sont conséquents.
• Les technologies nécessaires à la mise en cultures sont plus complexes[6].
• Il peut y avoir une contamination de virus animaux[3].

Ce système de production est très utilisé pour produire des anticorps.

Cependant d'autres types de protéines ont été produites, comme la soie des araignées dans le lait de chèvre bien que le procédé ne soit pas efficace[8].

• La quantité de protéine produite dépend uniquement de la surface de culture.
• La production est moins coûteuse que celle utilisant des cellules de mammifères.
• Les plantes sont capables de produire les protéines avec les modifications post-traductionnelles.
• Il ne peut pas y avoir de contaminations virales ou d'infections par les pathogènes végétaux sur les hommes ou animaux.

• Productions de protéines hyper-glycosylées donc immunogènes[9].