Avanzamos en el tratamiento médico con vacunas y terapias basadas en proteínas

Cuando oímos el término productos farmacéuticos, es posible que pensemos en píldoras con complejas fórmulas químicas: los analgésicos o los medicamentos para la hipertensión que llenan las estanterías de muchos botiquines. Los medicamentos con ingredientes químicos siguen siendo comunes, pero cada vez más productos farmacéuticos provienen ahora del azúcar, las proteínas o las células vivas. Estos productos biofarmacéuticos, también conocidos como productos biológicos, pueden recetarse para algunas enfermedades que no cuentan con tratamientos eficaces y, a menudo, con menos efectos secundarios que los medicamentos tradicionales basados en sustancias químicas. Descubra cómo Solventum está contribuyendo a facilitar aún más el acceso a estos tratamientos.

Nos reunimos con dos expertos de nuestro equipo de Purificación Biofarmacéutica: Jonathan Hester, Ph.D., un científico de investigación, y Alexei Voloshin, un ingeniero de aplicaciones, para obtener más información sobre los productos biofarmacéuticos, incluidas las vacunas y los tratamientos basados en proteínas. Explican por qué el proceso de fabricación es tan importante (sugerencia: tiene todo que ver con la pureza) y cómo ayudamos a las empresas farmacéuticas a hacer avanzar la atención médica con nuevos tratamientos médicos innovadores.

Cómo funcionan los productos biológicos

La humanidad tiene una larga historia en la búsqueda de opciones medicinales para tratar afecciones. Hasta el arsénico se utilizó una vez con fines medicinales. Pero a medida que la ciencia médica avanzaba, también lo hacían las expectativas de eficacia y seguridad de estos tratamientos. 

Los tratamientos tradicionales actuales, como el acetaminofeno y el ibuprofeno, son ejemplos de medicamentos basados en sustancias químicas utilizados para tratar afecciones, como el dolor muscular. Generalmente son eficaces, pero a menudo tienen efectos secundarios. “No pueden discriminar con precisión qué parte del cuerpo afectan; el ibuprofeno puede afectar el revestimiento del estómago y otros tejidos”, dice Alexei. La quimioterapia, otro tratamiento tradicional, puede eliminar el cáncer, pero también puede dañar el resto del cuerpo, agrega. 

La tecnología biofarmacéutica utiliza moléculas más avanzadas, como proteínas, ácidos nucleicos y células. “La combinación única de potencia, selectividad y seguridad permite que esta clase de fármacos proporcione tratamientos eficaces para afecciones graves como el cáncer, la artritis y la colitis ulcerosa”, dice Alexei. “La tecnología biofarmacéutica solo ha comenzado a cambiar fundamentalmente las expectativas de la calidad de vida de la sociedad en general”. 

Los productos biofarmacéuticos están a la vanguardia del tratamiento de afecciones potencialmente mortales y afecciones que pueden cambiar la vida con máxima eficacia y seguridad. Y su historia recién está comenzando.

Alexei Voloshin

Un ejemplo con el que probablemente esté familiarizado son las vacunas actuales contra la COVID-19 de vanguardia, que son productos de la biotecnología moderna. Este enfoque ayudó a permitir la velocidad del desarrollo de estas vacunas.

La promesa de tratamientos y vacunas a base de proteínas

Durante muchos años, las vacunas se han desarrollado utilizando virus inactivados. Estos virus debilitados, cuando se administran a un paciente, estimulan una respuesta inmunitaria en el cuerpo para proteger contra futuras infecciones de ese virus. Este enfoque aún se utiliza eficazmente para la gripe, la varicela, el sarampión y las paperas, pero requiere que los científicos desarrollen los virus en un laboratorio, lo cual puede llevar meses.

En los últimos años, los investigadores han desarrollado vacunas con proteínas purificadas, que pueden haberse purificado con tecnología de Solventum, para evitar que el virus se una a las células humanas y entre en ellas. Estas vacunas pueden desarrollarse más rápidamente sin los riesgos inherentes asociados con el uso de un virus vivo. Las vacunas a base de proteínas incluyen las del VPH, herpes zóster, hepatitis B y COVID-19. 

Estos productos biológicos basados en proteínas también se utilizan para tratar enfermedades. “Algunas de las terapias más prometedoras en este momento son los fármacos a base de proteínas”, dice Jonathan. “Las empresas farmacéuticas fabrican fármacos proteicos mediante la ingeniería genética de una célula, generalmente una célula de mamífero, para producir la proteína”.

Explica que las células modificadas se cultivan durante días o un par de semanas. Después de ese tiempo, tendrán un líquido que contiene la proteína que han producido las células, pero que también contiene las células, los residuos de las células degradadas y todo tipo de otras proteínas que han sido producidas por las células.

Una descripción general del proceso: Cómo se fabrican los productos biológicos a base de proteínas

Una vez que el fabricante biofarmacéutico recoge el líquido, debe aislar la proteína del fármaco de los fragmentos celulares, de otras proteínas que las células hayan producido y también del ADN y otros contaminantes. Generalmente, es un proceso de 15 a 20 pasos para aislar la proteína del fármaco en forma pura.

“Los productos biológicos se inyectan, por lo que deben tener un alto grado de pureza”, dice Alexei. Cuando se ingiere una píldora o un líquido, el sistema digestivo ayuda a eliminar los contaminantes. Con los productos farmacéuticos que ingresan en el torrente sanguíneo, esa barrera ya no está allí.

Los productos biológicos también son relativamente frágiles en comparación con las sustancias sintéticas. “Se podría reducir o eliminar su eficacia con la manipulación”, agrega Alexei. “No se los puede calentar, tratarlos con un pH alto ni someterlos a esfuerzo extremo. Por lo tanto, el proceso para purificar estos fármacos sin dañarlos es más complejo en comparación con los fármacos sintéticos”. 

Cómo estamos resolviendo para cumplir con los desafíos de fabricación 

Solventum ayuda a los fabricantes mediante el uso de materiales inteligentes para reducir la cantidad de pasos y hacer que los procesos de purificación sean más confiables. Nuestro trabajo puede ayudar a las empresas farmacéuticas a dedicar menos tiempo a realizar el trabajo de desarrollo del proceso de purificación, lo que finalmente puede ayudar a que las vacunas lleguen más rápido a los pacientes. 

“Cada producto tiene un proceso específico para la fabricación”, dice Jonathan. “Nuestro objetivo es condensar el proceso para nuestros clientes: simplificar y reducir la cantidad de pasos y ayudarlos a llegar más rápidamente a través de ensayos clínicos y, en última instancia, contar con procesos de fabricación más económicos y productivos para los fármacos exitosos”.

Cuando visitamos a nuestros clientes, tenemos una idea de cómo nuestros productos de purificación son parte de algo que ayuda a mejorar y salvar vidas.

Jonathan Hester

Una de nuestras tecnologías, el purificador híbrido 3M™ Emphaze™ AEX, se desarrolló para reemplazar un filtro simple que elimina fragmentos de células y restos celulares. Cuando comenzó su desarrollo, los científicos se plantearon la hipótesis de que también podría eliminar los contaminantes solubles y crear un dispositivo que hiciera dos cosas a la vez. Dos pasos del proceso ahora son uno con este purificador. La tecnología de base ahora se ha extendido a un segundo producto, el purificador 3M™ Harvest RC, que opera al comienzo del proceso de purificación. Elimina los mismos contaminantes solubles y, a la vez, elimina suavemente las células enteras al adherirse a ellas, en lugar de eliminarlas de la manera más típica simplemente forzando a través de poros más pequeños que las células. Al adherirse a ellas suavemente se reduce la presión requerida y se minimiza la degradación de las células, de modo que una mayor parte de sus contaminantes internos permanecen en su interior y se eliminan con las células enteras.

Cómo funciona la tecnología de purificación

Los materiales no tejidos, en términos simples, una pantalla de fibras, son clave para algunas tecnologías de purificación de Solventum. Se modifican para su purificación mediante la inclusión de polímeros con carga positiva en un material no tejido para producir un material que actúe como un filtro, pero que también se una a partículas y moléculas con carga negativa. Las proteínas que se desean conservar generalmente tienen una carga positiva y la mayoría de los contaminantes tienen una carga negativa. 

Cuando el producto proteico pasa por el filtro, los contaminantes con carga negativa —células, partes celulares y contaminantes disueltos como el ADN— se adhieren a él. Esto ayuda a generar un producto más puro en la fase inicial y permite una calidad de líquido más uniforme durante todo el proceso.

Al eliminar el ADN en una etapa temprana en el proceso de purificación, también hace que el proceso de separación posterior sea mucho más eficaz. Para muchos clientes, esto disminuye aún más los pasos posteriores y también aumenta el rendimiento del producto farmacológico. 

Trabajo gratificante: Diseñamos soluciones que pueden ayudar a mejorar la salud de todos.

Reducir los pasos del proceso y aumentar los rendimientos puede contribuir a aumentar la disponibilidad de tratamientos que podrían salvar vidas. Además, puede reducir los costos. 

Jonathan observa que la COVID-19 dio a más personas una idea de lo que atraviesan las personas con enfermedades: la espera y la esperanza de una cura o un tratamiento. “Saber que estamos trabajando en acelerar el desarrollo de estos tratamientos motiva a todos los miembros de nuestro grupo”, dice. “Nuestros clientes biofarmacéuticos tienen problemas realmente difíciles que resolver, y nuestra ciencia centrada en las personas puede cambiar vidas para mejor”.