viernes, 18 de octubre de 2019
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Hemoderivados desarrolla su primer medicamento por ingeniería genética

Está destinado a personas con hemofilia B, quienes carecen de una proteína fundamental para la coagulación de la sangre. El laboratorio de la UNC logró reproducir artificialmente esa proteína y con la actividad biológica necesaria para ser aplicada terapéuticamente. Actualmente, unas pocas empresas farmacéuticas multinacionales elaboran este medicamento en el mundo, por lo que nuestro país debe importarlo. Si bien restan varias etapas para que esté disponible en el mercado, el avance coloca a Hemoderivados en la vanguardia de la producción de proteínas humanas obtenidas mediante la aplicación de ingeniería genéticay colabora en la construcción de soberanía científico tecnológica para el país.

Por Mariana Mendoza
Colaboradora UNCiencia
Laboratorio de Hemoderivados
mariana.mendoza@unc.edu.ar

La hemofilia B es un trastorno de la coagulación de la sangre, originado por la ausencia de Factor IX, una proteína que se encuentra en el plasma humano. Quienes la padecen están expuestos a sufrir hemorragias espontáneas en sus articulaciones u órganos vitales, y necesitan tratamiento de por vida.

Es una enfermedad hereditaria que portan las mujeres, y que por lo general la padecen los varones. Por el reducido número de personas que afecta es considerada una enfermedad rara. Según datos de la Federación Mundial de la Hemofilia, en 2017 había en Argentina 363 varones con hemofilia tipo B. Sin embargo, se trata de una patología subdiagnosticada. Si se considera que su prevalencia es de 1 caso cada 30 mil hombres, el número de pacientes podría duplicarse.

Por el momento, la única opción terapéutica para estas personas es que reciban periódicamente un aporte externo de la proteína Factor IX, bajo la forma de concentrado proteico. Este concentrado puede ser producido a partir de plasma humano obtenido de donaciones o bien de manera artificial mediante ingeniería genética. Ambas alternativas terapéuticas son necesarias, ya que se ajustan a las necesidades de cada paciente.

El problema es que ninguna de esas variantes se produce en el país. Por eso el total de Factor IX necesario para el tratamiento de quienes padecen este tipo de hemofilia debe ser importado.

Ante ese cuadro de situación, la UNC y el Conicet conformaron un consorcio público-público donde convergieron el Laboratorio de Hemoderivados y la Secretaría de Ciencia y Técnica de la UNC, así como a los centros de investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología (Cibici) y en Química Biológica (Ciquibic), ambos de doble dependencia (UNC-Conicet) y radicados en la Facultad de Ciencias Químicas.

En 2012, se presentaron a la convocatoria Empretecno del Fondo Argentino Sectorial (Fonarsec) con el “Proyecto EBT BioHemo”. Desde entonces, científicos de ese conglomerado de instituciones vienen trabajando en el desarrollo del conocimiento necesario (el “know how”) que permita la producción de Factor IX mediante técnicas de ingeniería genética.

Miembros del equipo que lleva adelante el desarrollo. De izquierda a derecha: Carlos Argaraña, Catalina Massa, José Luis Bocco, Edgardo Daniel Corona, Cristina Arias y Hugo Daniel Martínez.

 

El desafío es enorme: lograr que una célula animal –que naturalmente no está preparada para generar Factor IX – logre expresar esa proteína, tras modificar su código genético. Y luego, replicar el proceso pero a escala de producción industrial.

Al presente, el equipo ya logró con éxito el primer paso: reproducir artificialmente esa proteína y con la actividad biológica necesaria para ser aplicada terapéuticamente.

Ahora, resta poner a punto el proceso de purificación y formulación del medicamento y llevar el proceso a nivel industrial. Y si bien faltan varias etapas para que esté disponible en el mercado, el avance coloca a Hemoderivados en la vanguardia de la producción de proteínas humanas obtenidas mediante técnicas de ingeniería genética.

Más importante aún es la generación local del conocimiento necesario para hacer este proyecto posible. Sucede que todo lo aprendido puede ser aplicado a futuro en el desarrollo de una diversidad de nuevos medicamentos, por lo cuales no habrá que pagar patentes, ni regalías al exterior.

 

Ingeniería genética en acción

El principal desafío en el desarrollo de un medicamento biotecnológico es lograr que una célula animal produzca una proteína humana que no elabora naturalmente.

Con ese objetivo, el primer paso del equipo de investigadores del Laboratorio de Hemoderivados fue identificar y aislar la secuencia de ADN que produce el Factor IX en los seres humanos. Luego, enfocaron sus esfuerzos en lograr que células de origen animal incorporaran esta información en su núcleo celular.

Para conseguirlo, los científicos recurrieron a un método químico (transfección) que les permitió introducir el gen de Factor IX en las células animales. Solamente algunas de ellas lograron “expresar” (es decir, producir) Factor IX correctamente.

Las células animales que lo lograron fueron entonces seleccionadas y aisladas individualmente, generando lo que se denomina clones celulares. Se trata, en realidad de diminutas fábricas de Factor IX, que ahora pasa a llamarse Factor IX recombinante (FIXr).

Cada uno de esos clones celulares fue analizado rigurosamente para evaluar la presencia y la correcta actividad biológica de Factor IXr producido. Esta última variable es crucial, porque de carecer de actividad biológica los clones celulares resultan inútiles para la elaboración del medicamento deseado.

El próximo desafío fue lograr que esas células, que inicialmente crecían en adhesión a una superficie sólida, “aprendieran” a crecer y reproducirse en un medio líquido o suspensión en agitación constante, dentro de tanques (biorreactores) con condiciones físico-químicas y de temperatura controladas.

Es un proceso estresante para las células, por lo que muchas mueren en el intento. Pero lograr esta adaptación es lo que permite escalar el proceso del laboratorio de experimentación a la producción industrial.

Los científicos ya lograron adaptar la mayoría de los clones celulares al crecimiento en el biorreactor y comenzaron a transitar otra etapa crítica del desarrollo: purificar la proteína para formular el medicamento. Es decir, separar el FIXr del resto de los componentes celulares y de las soluciones usadas para su crecimiento en el biorreactor.

Los resultados son alentadores. Lograron obtener FIXr  con un 97% de pureza y actividad biológica, es decir, con el potencial para ser aplicado terapéuticamente.

Para ello los investigadores analizaron más de 150 clones celulares, de los cuales seleccionaron 25 con potencial productivo a nivel industrial.  Cuando finalice el proceso de desarrollo quedará solamente uno, que será el clon productor por excelencia y con el cual –una vez cumplidos todos los pasos requeridos por la autoridad sanitaria nacional–, se comenzará a elaborar el Factor IXr del Laboratorio de Hemoderivados de la UNC.

 

La importancia de este desarrollo 

Actualmente en el mundo solo dos empresas farmacéuticas multinacionales elaboran Factor IX recombinante con un proceso similar al aplicado por el Laboratorio de Hemoderivados.  Y aunque todavía faltan varios pasos para que el FIXr de Hemoderivados pueda estar disponible en el mercado, los avances realizados ya le otorgan a este laboratorio universitario el potencial para convertirse en el tercer productor mundial.

Este logro también es posible gracias al trabajo en equipo con el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (Conicet), en el marco de un consorcio público-público con el que ambas instituciones se postularon y obtuvieron un subsidio Fonarsec  (Fondo Argentino Sectorial) para llevar adelante el Proyecto Biohemo en 2012.

En el mundo, hay dos caminos posibles para realizar este tipo de desarrollo. Uno implica adquirir a un altísimo costo, el clon celular específico que le permite a cualquier laboratorio farmacéutico ahorrarse años de investigación. La contracara es que cuando quiera producir un medicamento biotecnológico diferente, deberá adquirir otro clon y así sucesivamente con cada nuevo producto recombinante que se quiera colocar en el mercado.

El otro camino es iniciar todo desde cero, con la desventaja de que existe muy poca información publicada y disponible para ser consultada, tanto sobre el proceso de desarrollo y producción industrial de este tipo de medicamentos, como de las técnicas analíticas apropiadas para ir testeando los resultados obtenidos. Por estos motivos, esta vía implica numerosos experimentos fallidos, pero también numerosas oportunidades de aprendizaje para llegar al objetivo propuesto.

Al adoptar este camino, el Laboratorio de Hemoderivados y el Conicet optaron porla investigación y el desarrollo local de un know how fundamental, que eventualmente permitirá desarrollar cualquier tipo de medicamento biotecnológico. De esta manera, Hemoderivados continúa contribuyendo a la construcción de soberanía científico-tecnológica nacional desde el seno mismo de la Universidad Nacional de Córdoba.

 

Hemofilia

La hemofilia es una enfermedad genética y hereditaria por la que el cuerpo humano es incapaz de producir por sí mismo una proteína o factor fundamental en el mecanismo de la coagulación de la sangre. Según el factor del que se carece se puede padecer hemofilia A (carencia de Factor VIII) o B (carencia de Factor IX). La prevalencia de la hemofilia A es de 1 en 6.000 varones, mientras que la de la B es de 1 en 30.000, según Orpha (www.orpha.net), un portal de referencia en enfermedades raras y medicamentos huérfanos.
Consorcio público-público
El “Proyecto EBT BioHemo” es la iniciativa con la que el Laboratorio de Hemoderivados (LH) junto a la Secretaría de Ciencia y Técnica de la UNC, en consorcio asociativo con el Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología (Cibici) y el Centro de Investigaciones en Química Biológica (Ciquibic), ambos institutos de doble dependencia UNC-Conicet y radicados en la Facultad de Ciencias Químicas,  se presentaron a la convocatoria Empretecno del Fondo Argentino Sectorial (Fonarsec) de 2012. En ese marco, la iniciativa recibió financiamiento por 2 millones de pesos para el desarrollo del medicamento.
Directora del proyecto | Mgter. Catalina Massa (LH)
Equipo de investigación y desarrollo de Hemoderivados | Dra. Cristina Arias; Dr. Edgardo Daniel Corona y Mgter. Hugo Daniel Martínez.
Asesores científicos del Conicet | Dr. Carlos Argaraña (Ciquibic – FCQ/Conicet); Dr. José Luis Daniotti (Ciquibic- FCQ/Conicet) y Dr. José Luis Bocco (Cibici- FCQ/Conicet).
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