Ejemplos de Medicamentos Biotecnológicos susceptibles de desarrollar en Colombia

a. Terapia de Remplazo Enzimático

Se basa en la producción de proteínas en células de bacterias, levaduras, hongos, animales superiores, célu­las humanas o plantas en las cuales se ha insertado un gen para producir en grandes cantidades una proteína que remplace la proteína deficiente en los pacientes.

La primera alternativa es usar células que se reproduz­can fácilmente y a bajos costos como las bacterias y levaduras. Pero las proteínas de uso terapéutico en su mayoría son glicosiladas, condición necesaria para su captación por los tejidos.

Las bacterias no glicosilan, y las levaduras producen proteínas que además de la ca­dena de aminoácidos tienen cadenas glicosiladas muy distintas de las proteínas humanas, por tanto generan reacciones inmunológicas no deseables. (Puede interesarle también: Posibilidades de la Biotecnología en el desarrollo de métodos de diagnóstico)

Esto hizo bus­car una línea celular en la cual se pudiera introducir el gen humano «normal», para que produjera proteínas iguales a las humanas, tanto en su estructura como en su función. La compañía Genzyme desarrolló a escala comercial el uso de células de ovario de hámster, cono­cidas como células CHO para producir la primera en­zima recombinante aprobada para el tratamiento de la enfermedad de Gaucher tipo I.

Esta técnica cuyo mo­nopolio estuvo en manos de esa compañía por muchos años ha servido para desarrollar tratamiento para otras siete diferentes enfermedades lisosomales. (3, 4). Poste­riormente, la compañía Shire desarrolló un sistema de expresión en fibroblastos humanos sobre-expresados, con lo cual se esperaba que hubiera menos reacciones inmunológicas que las que se presentaban con la enzi­ma producida en células CHO.

Un alto porcentaje de los pacientes tratados con las enzimas recombinantes producen anticuerpos que se han considerado como no neutralizantes de su actividad, pero hay investiga­dores que consideran que al reducir la producción de anticuerpos se podría disminuir las concentraciones de enzima necesaria para la terapia. Es bueno recor­dar que dados los altos costos de las enzimas cualquier reducción tiene un impacto muy importante para los pacientes y los sistemas de salud.

En una crisis que se presentó hace un par de años, por contaminación en la producción de las enzimas pro­ducidas usando la línea de células CHO, se suspendió por parte de la compañía Genzyme la producción por más de un año, de las enzimas tanto para la enferme­dad de Gaucher como la de Fabry.

Los pacientes que estaban en ese momento sometidos a esa terapia tu­vieron que usar la enzima producida en fibroblastos y se encontró que esos pacientes no sufrieron mayo­res efectos adversos, es decir que las dos terapias eran intercambiables en caso necesario.

La TRE no ha sido útil para tratar enfermedades neurodegenerativas pues la proteína no atraviesa la barrera hematoencefálica. Para el tratamiento de las mucopolisacaridosis tipo I y tipo II se han ensayado varios métodos para que las enzimas penetren la ba­rrera hematoencefálica mediante inyección intratecal, modificando la cadena glicosilada o usando recepto­res de insulina y transferrina ligados a la proteína y usando moléculas capaces de permeabilizar la barre­ra.

Con esto se ha logrado incrementar la captación de la enzima por el cerebro, el efecto bioquímico es evidente, pero no se ha logrado comprobar los benefi­cios clínicos. (5)

Como ya se mencionó, una de las preocupaciones cen­trales es el precio muy alto de la terapia de reemplazo enzimático, especialmente para pacientes en países en vías de desarrollo.

En parte esto se debe a que las tecnologías utilizadas hasta ahora en células de ma­mífero no son muy eficientes, y porque el número de pacientes con Gaucher tipo I, la segunda más frecuen­tes de las enfermedades lisosomales, que se podrían beneficiar del tratamiento, se ha calculado en solo 10.000 en todo el mundo, según datos suministrados por la compañía Genzyme en informes relacionados con la comercialización de un inhibidor cuando este fue aprobado por la FDA, en el año 2014 (6).

Otro factor que influye en los precios es el de los mo­nonopolios u oligopolios, que pueden fijar los precios con ganancias que se creen exagerados hasta el punto de que compañías con muy pocos productos han cre­cido en forma tal que el incremento en ventas, capital y número de empleados de las compañías las han co­locado entre las compañías biotecnológicas más exito­sas en el mercado.

Se han buscado nuevos métodos de producción por ejemplo la enzima para tratar la enfermedad de Gau­cher se está preparando en células de zanahoria en biorreactores no muy costosos o en plantas de maíz.

En el Instituto e Errores Innatos del Metabolismo de la Universidad Javeriana, hemos incursionado en la preparación de enzimas recombinantes para el even­tual tratamiento de las enfermedades de Morquio A y Hunter tanto en E. Coli como en levadura Pichia Pastoris no modificada y modificada (para que la gli­cosilación sea similar a la humana).

Estos resultados ya han sido publicados en gran medida y otros suscep­tibles de patentamiento están en un estadio avanzado de las etapas de laboratorio. Pero como se ha mencio­nado llevar un producto de la investigación desde el laboratorio al paciente, es una tarea larga y costosa (7, 4, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15).

La compañía que produjo la primera enzima recom­binante desarrolló también un inhibidor de síntesis de sustrato que tiene la ventaja de ser una píldora que se toma dos veces por día, en contraste con la enzima que se debe infundir dos veces por mes durante dos horas.

Sin embargo el precio por paciente es superior usando el inhibidor que el precio del tratamiento con la en­zima recombinante. Para la enfermedad de Gaucher existen tres enzimas recombinantes y dos inhibidores pero los precios no han bajado considerablemente.
b. Terapia Génica

La terapia génica ha sido la gran esperanza para la curación definitiva de estas enfermedades. La idea surgió a mediados de los años 60 tan pronto como se descubrió el mecanismo de acción de los virus, pero tuvo que esperar algunos años hasta tanto se desarro­llaron los métodos para aislar y purificar los genes, re­plicarlos, introducirlos en un vector para transferirlos al paciente. (16, 17, 18).

El concepto que parecía bastante simple en un comien­zo bien pronto puso de manifiesto que los mecanis­mo de defensa del organismo humano son demasia­do sofisticados y que reconocen muy eficientemente lo que le es propio, y lo que es ajeno lo neutraliza rápidamente.

El primer ensayo clínico se llevó a cabo en Estados Unidos, año 1992, en una paciente con in­munodeficiencia severa combinada, posteriormente se hizo un estudio en 20 niños con la misma enfermedad que respondieron muy bien a la terapia, pero tres de los cuales presentaron leucemia como resultado de la inserción del material genético.

En el año 2002 un paciente de 18 años que tenía un defecto parcial de la enzima ornitina trascarbamilasa, enzima que causa un defecto en el ciclo de la urea, quien había logrado llevar una vida cercana a la normal durante todos esos años mediante dieta, se sometió a un ensayo de terapia génica y a los pocos días murió por una reacción ana­filáctica producida por un error en la dosificación del vector y otros problemas que se conocieron posterior­mente.

Estos reveces detuvieron el avance vertiginoso que se venía haciendo en la terapia génica se extrema­ron las precauciones y regulaciones y se puso énfasis en el estudio de ciertos aspectos básicos que se sabía podían entorpecer el uso de la terapia, pero que no se habían presentado en los numerosos ensayos que se habían llevado a cabo tanto en animales como en suje­tos normales y pacientes que habían sido sometidos a esa terapia (19, 20, 15).

Uno de los principales obstáculos a resolver es que la terapia génica tal como se ha practicado es temporal. Con la mayoría de los vectores virales y los vectores químicos y físicos, el material genético no se incorpora en el genoma de las células, aun cuando con algunos vectores si se puede lograr la integración aleatoria del material genético, con el peligro de inserción en sitios no deseados.

Una vez se hace terapia génica por primera vez el or­ganismo monta su repuesta inmune y en una segunda inyección dicha respuesta se potencia, lo cual impide que se hagan reinyecciones, es decir el procedimiento debe ser permanente.

Los vectores virales usados presentan problemas de toxicidad, inmunogenicidad, procesos inflamatorios, direccionamiento selectivo a ciertos tejidos por ejem­plo hueso y tejido nervoso. (19).

Finalmente existe la posibilidad de mutagénesis inser­cional causada por la inserción del material genético en un sitio donde se localiza un gen activador o supre­sor tal como ocurrió en el ensayo clínico realizado en niños, que produjo el desarrollo de leucemia T en 3 de los 20 pacientes (21).

A pesar de todos esto reveses, se sigue insistiendo en superar los obstáculos y de momento hay cinco drogas para terapia génica aprobados: dos en china, aproba­dos en 2003, Gendicine y Oncoirine para cáncer de cabeza y cuello; uno aprobado en Rusia, en 2011, para el tratamiento de la enfermedad arterial periférica y sus complicación, la isquemia de las extremidades.

El primer medicamento de terapia génica aprobado en Europa fue el Glybera para el tratamiento de la defi­ciencia de lipoproteina lipasa. Su costo estimado era de alrededor de $1.4 millones USD. Los beneficios de la terapia se han ensayado hasta por seis años pero ofrecía la posibilidad de curación permanente. Por diferentes razones, en octubre de 2017, la compañía propietaria del Glybera tomó la determinación de no renovar la solicitud de autorización para mercadear el medicamento.

A comienzos 2017 se aprobaron dos terapias génicas por la FDA, una a Novartis Kymriad para el trata­miento de leucemia linfoblastica refractaria, en pa­cientes hasta de 25 años de edad que no responden a otros tratamientos; y otra, Yescarta, para tratamiento de linfoma de células B grandes, en adultos refracta­rios a otros tratamientos.

Es muy probable que muy pronto lleguen esas terapias al país y que se comiencen a usar a pesar de su alto costo, tal como ha sucedido con la terapia de reemplazo enzimático, en cuyo uso Colombia es uno de los países en vía de desarrollo que más pacientes tiene en tratamiento, a pesar de que los precios han sido en el pasado aún mayores que en los de los países desarrollados.
c. Biosimilares

Es un fármaco de origen biotecnológico diseñado para tener propiedades similares a uno que ya ha sido pre­viamente licenciado para uso en humanos conocido como producto innovador o de referencia. Se pueden fabricar una vez expira la patente del producto origi­nal.

Los biosimilares son a los biotecnológicos lo que los genéricos son a los medicamentos de origen quími­co.(22, 23). El mercado de los biosimilares en el año 2024 se calcula que alcanzará la cifra de 21.4 billones USD, por lo cual está siendo visto como un área estra­tégica para la industria farmacéutica en todo el mun­do.

Estos medicamentos costarán aproximadamente un 30% menos que el medicamento de referencia, lo cual si se traslada al paciente y a los sistemas de salud son cifras muy considerables, dados los altísimos cos­tos de los medicamentos biotecnológicos.

Los biosimilares por ser proteínas, son compuestos mucho más complejos que los genéricos. Su peso molecular es unas mil veces mayor. Los biosimilares por su complejidad durante el proceso de producción tienen muchas posibilidades de sufrir variaciones es­tructurales que alteran su inmunogencidad y su efec­tividad.

Por lo tanto se requiere el control cuidadoso de cada uno de los pasos en el proceso de producción para garantizar la reproducibilidad, seguridad y efi­cacia del producto. La calidad del producto final de­pende de la atención, conocimiento y capacidad para reproducir cada una de esas etapas.

Para su aprobación en Estados Unidos y Europa se re­quiere que no haya diferencias significativas entre el producto biotecnológico de referencia cuya patente ya expiró y el biosimilar en términos de seguridad, pureza y potencia. El producto de referencia es aquel que ya fue aprobado para uso en humanos por la FDA o la EMEA.

Desde el 2010, en Estados Unidos se creó un camino abreviado para el licenciamiento de productos bioló­gicos que sean intercambiables con productos de re­ferencia (biosimilares) bajo los estándares de la FDA. La solicitud debe contener información demostrando lo siguiente.

Estudios que muestren que son virtualmente iguales en las diferentes estructuras de las proteínas, en las modificaciones postranscripcionales tales como fosfo­rilación, glicosilación, etc. Los estudios de caracteri­zación se deben hacer en diferentes lotes. Se debe ade­más responder los siguientes cuestionamientos:

¿Utiliza el biosimilar el mismo mecanismo que el pro­ducto de referencia?

¿Es comparable en cuanto a la ruta de administra­ción, los métodos de dosaje y fortaleza que el producto de referencia?

Para contestar esas preguntas se requieren estudios fun­cionales in vitro e in vivo. Los ensayos in vitro pueden in­cluir pero no deben limitarse solo a ensayos biológicos, de ligamiento y cinética enzimática. Los ensayo in vivo pueden hacerse en modelos animales de la enfermedad. Los datos en animales deben incluir estudios de toxici­dad, farmacocinética y fármaco dinámica.

En términos generales la FDA espera que el que presen­ta un biosimilar para aprobación, incluya en la solicitud información demostrando que no hay diferencias clíni­cas significativas entre ese producto y el producto de referencia en términos de seguridad, pureza y potencia. Como los estudios en animales no son completamente extrapolables a los humanos se espera que el proponen­te muestre estudios de PK and PD en sujetos humanos.

Acá solo se han delineado algunos de los requisitos exigidos. A criterio de la FDA, en algunos casos, se pueden obviar algunos de estos requerimientos, sin mebargo es claro que el desarrollo y aprobación de bio­similares requiere también un alto nivel de investiga­ción que obviamente es menor que el de los productos originales, pero que demanda rigurosidad y equipos de investigación y desarrollo en los laboratorios que se dediquen a su producción.

Algunos creen que estos requerimientos son exagerados y entorpecen la intro­ducción de nuevos productos biosimilares al mercado, aunque cualquiera que sea la política para estimular y favorecer el desarrollo de biosimilares y fomento de la industria en países en vía de desarrollo, debe tener como eje la constatación real de la eficacia y seguridad de los candidatos a biosimilares, lo cual solo se logra con investigación y buenas prácticas de manufactura muy rigurosas desde el punto de vista biotecnológico.

Las universidades deben por su parte formar profesio­nales con una mentalidad empresarial, basada en la responsabilidad social que tienen quienes han podido acceder a los niveles superiores de la educación. En el caso de las enfermedades huérfanas ante el poco interés comercial, la universidad puede y debe jugar un papel importante participando en consorcios para el desa­rrollo de investigaciones de medicamentos huérfanos y para preparar profesionales capacitados al más alto nivel con el objetivo de participar en el desarrollo de me­dicamentos biotecnológicos a precios accesibles para el paciente y para el sistema de salud de los países pobres.

Referencias

1. Schneller, J. L., Lee, C. M., Bao, G., & Venditti, C. P. Genome editing for inborn errors of metabolism: ad-vancing towards the clinic. BMC Med. 2017; 15(1), 43. doi:10.1186/s12916-017-0798-4
2. Forman, J., Taruscio, D., Llera, V. A., Barrera, L. A., Cote, T. R., Edfjall, C., Henter, J. I. The need for world¬wide policy and action plans for rare diseases. Acta Paediatr. 2012;101(8): 805-807. doi:10.1111/j.1651- 2227.2012.02705.x
3. Espejo, A. J., Malaver, L. F., Rodriguez, A., Cuaspa, R. d. P., Almeciga-Diaz, C. J., & Barrera, L. A. Recent Patents in Diagnosis and Treatment for Inborn Errors of Metabo¬lism. Recent Patents on Endocrine, Metabolic & Immune Drug Discover. 2010; 4(2): 111-130. doi:http://dx.doi. org/10.2174/187221410791196588
4. Espejo-Mojica, Á. J., Alméciga-Díaz, C. J., Rodríguez, A., Mosquera, Á., Díaz, D., Beltrán, L., . . . Barrera, L. A. Human recombinant lysosomal enzymes produced in microorganisms. Molecular Genetics and Metabolism. 2015; 116(1): 13-23. doi:10.1016/j.ymgme.2015.06.001
5. Vogler, C., Levy, B., Grubb, J. H., Galvin, N., Tan, Y., Kak¬kis, E., Sly, W. S. Overcoming the blood-brain barrier with high-dose enzyme replacement therapy in murine muco¬polysaccharidosis VII. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005; 102(41): 14777-14782. doi:10.1073/pnas.0506892102
6. Macauley, S. L. Combination Therapies for Lysosomal Storage Diseases: A Complex Answer to a Simple Prob-lem. Pediatr Endocrinol Rev. 2016; 13(1): 639-648.
7. Córdoba-Ruiz, H. A., Poutou-Piñales, R. A., Echever¬ri-Peña, O. Y., Algecira-Enciso, N. A., Landázuri, P., Sáenz, H., & Barrera-Avellaneda, L. A. Laboratory scale production of the human recombinant iduronate 2-sul¬fate sulfatase-Like from Pichia pastoris. African Journal of Biotechnology. 2009; 8(9).
8. Landázuri, P., Poutou-Piñales, R. A., Acero-Godoy, J., Córdoba-Ruiz, H. A., Echeverri-Peña, O. Y., Sáenz, H. & Barrera-Avellaneda, L. A. Cloning and shake flask ex¬pression of hrIDS-Like in Pichia pastoris. African Journal of Biotechnology, 2009; 8(12): 2871-2877.
9. Rodríguez, A., Espejo, A. J., Hernández, A., Velásquez, O. L., Lizaraso, L. M., Córdoba, H. A., Barrera, L. A. Enzyme replacement therapy for Morquio A: an active recombinant N-acetylgalactosamine-6-sulfate sulfatase produced in Escherichia coli BL21. J Ind Microbiol Bio¬technol. 2010; 37(11): 1193-1201. doi:10.1007/s10295- 010-0766-x
10. Rodríguez-López, A., Almeciga-Diaz, C. J., Sanchez, J., Moreno, J., Beltrán, L., Díaz, D., Barrera, L. A. Re-combinant human N-acetylgalactosamine-6-sulfate sul¬fatase (GALNS) produced in the methylotrophic yeast Pichia pastoris. Sci Rep. 2016; 6: 29329. doi:10.1038/ srep29329
11. Tomatsu, S., Almeciga-Díaz, C. J., Barbosa, H., Monta¬no, A. M., Barrera, L. A., Shimada, T., .Orii, T. Therapies of mucopolysaccharidosis IVA (Morquio A syndrome). Expert Opin Orphan Drugs. 2013; 1(10): 805-818. doi:10 .1517/21678707.2013.846853S
12. Tomatsu, S., Alméciga-Díaz, C., Montaño, A., Yabe, H., Tanaka, A., Dung, V. C., Orii, T. Therapies for the bone in mucopolysaccharidoses. Mol Genet Metab. 2015; 114(2): 94-109. doi:10.1016/j.ymgme.2014.12.001
13. Tomatsu, S., Mackenzie, W. G., Theroux, M. C., Mason, R. W., Thacker, M. M., Shaffer, T. H., Orii, T. Current and emerging treatments and surgical interventions for Morquio A syndrome: a review. Res. Rep. Endocr Disord. 2012; (2): 65-77. doi:10.2147/rred.s37278
14. Tomatsu, S., Montano, A. M., Oikawa, H., Smith, M., Bar¬rera, L., Chinen, Y., . . . Orii, T. Mucopolysaccharidosis type IVA (Morquio A disease): clinical review and current treatment. Curr Pharm Biotechnol. 2011; 12(6): 931-945. doi:1389-2010/11 $58.00+.00
15. Tomatsu, S., Sawamoto, K., Shimada, T., Bober, M. B., Kubaski, F., Yasuda, E., Orii, T. Enzyme replacement therapy for treating mucopolysaccharidosis type IVA (Morquio A syndrome): effect and limitations. Expert Opinion on Orphan Drugs. 2015; 3(11): 1279-1290. doi:1 0.1517/21678707.2015.1086640
16. Ferrua, F., & Aiuti, A. Twenty-five years of gene thera¬py for ADA-SCID: from “bubble babies” to an approved drug. Hum Gene Ther. 2017. doi:10.1089/ hum.2017.175
17. Flotte, T. R. Gene therapy: the first two decades and the current state-of-the-art. J Cell Physiol. 2007; 213(2): 301-305. doi:10.1002/jcp.21173
18. Gutiérrez, M. A., García-Vallejo, F., Tomatsu, S., Ceron, F., Almeciga-Díaz, C. J., Domínguez, M. C., & Barre¬ra, L. A. [Construction of an adenoassociated, viral de¬rived, expression vector to correct the genetic defect in Morquio A disease]. Biomedica. 2008; 28(3): 448-459.
19. Almeciga-Díaz, C. J., Montano, A. M., Tomatsu, S., & Barrera, L. A. Adeno-associated virus gene transfer in Morquio A disease – effect of promoters and sulfa¬tase-modifying factor 1. Febs j. 2010; 277(17): 3608- 3619. doi:10.1111/j.1742-4658.2010.07769.x
20. K Keeler, A. M., ElMallah, M. K., & Flotte, T. R. Gene Therapy 2017: Progress and Future Directions. Clin Transl Sci. 2017; 10(4): 242-248. doi:10.1111/cts.12466
21. Wirth, T., Parker, N., & Yla-Herttuala, S. History of gene therapy. Gene. 2013; 525(2): 162-169. doi:10.1016/j. gene.2013.03.137
22. Farhat, F., Torres, A., Park, W., de Lima Lopes, G., Mudad, R., Ikpeazu, C., & Abi Aad, S. The Concept of Biosimilars: From Characterization to Evolution-A Nar¬rative Review. Oncologist. 2017. doi:10.1634/theoncol-ogist.2017-0126
23. Moorkens, E., Vulto, A. G., Huys, I., Dylst, P., Godman, B., Keuerleber, S., Simoens, S. Policies for biosimilar up¬take in Europe: An overview. PLoS One. 2017; 12(12): e0190147. doi:10.1371/journal.pone.0190147

Fecha de recibido: 21 de enero de 2018
Fecha de aprobado: 31 de enero de 2018
Correspondencia:
Luis Alejandro Barrera • abarrera@javeriana.edu.co

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