El tratamiento con proteínas era poco común hasta el advenimiento de la tecnología de DNA recombinante. La insulina se introdujo en la medicina clínica para el tratamiento de la diabetes después de los experimentos realizados por Banting y Best en 1921.
La insulina se producía en grandes cantidades por la purificación de páncreas porcino o bovino obtenido de mataderos. Estas insulinas tenían actividad en seres humanos, aunque los anticuerpos contra proteínas extrañas en ocasiones constituían un problema.
La hormona del crecimiento, utilizada para el tratamiento del enanismo hipofisario, es un caso de especificidad más estricta entre especies: sólo puede utilizarse la hormona humana obtenida de hipófisis recolectadas durante autopsias.
El riesgo de este método se hizo más evidente en pacientes que sufrieron enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (el equivalente en seres humanos de la enfermedad de vacas locas) después de haber recibido hormona humana. Ésta es una enfermedad neurológica degenerativa causada por priones que contaminaban las preparaciones farmacológicas.
Gracias a la clonación de genes y la capacidad de producir grandes cantidades de proteínas por las bacterias clonadas con genes y cultivadas en biorreactores enormes (30 000 L), las proteínas terapéuticas utilizadas hoy en día son preparaciones altamente purificadas de proteínas humanas (o humanizadas). Hoy en día es posible producir proteínas poco comunes en grandes cantidades con reducción de las acciones inmunitarias. Pueden diseñarse, ajustarse y optimizarse proteínas utilizando métodos de ingeniería genética.
También pueden utilizarse otros tipos de macromoléculas con fines terapéuticos. Por ejemplo, se utilizan oligonucleótidos no codificantes para bloquear la transcripción o traducción génica como los RNA pequeños de interferencia (siRNA).
Las proteínas utilizadas con fines terapéuticos incluyen diversas hormonas, factores de crecimiento (p. ej., eritropoyetina, factor estimulador de las colonias de granulocitos) y citocinas así como un número creciente de anticuerpos monoclonales que hoy en día se utilizan ampliamente en el tratamiento de cáncer y enfermedades autoinmunitarias. Los anticuerpos murinos monoclonales pueden “humanizarse” (al sustituir secuencias de aminoácidos murinas por humanas).
Otro método consiste en realizar ingeniería genética en ratones al sustituir genes murinos críticos con sus equivalentes humanos, de forma que pueden producir anticuerpos completamente humanos. Las proteínas terapéuticas se administran por vía parenteral y sus receptores o sitios efectores deben encontrarse accesibles en el espacio extracelular.
