Avanço no tratamento médico com terapias à base de proteínas e vacinas

Ao ouvir o termo produtos farmacêuticos, você pode pensar em pílulas com fórmulas químicas complexas, os analgésicos ou medicamentos para pressão arterial elevada que preenchem as prateleiras de muitas farmácias. Medicamentos com ingredientes químicos ainda são comuns, mas cada vez mais produtos farmacêuticos são oriundos de moléculas de açúcares, de proteínas ou de células vivas. Esses produtos biofarmacêuticos, também conhecidos como produtos biológicos, podem ser receitados para algumas doenças sem tratamentos eficazes e, frequentemente, com menos efeitos colaterais do que os medicamentos tradicionais à base de produtos químicos. Saiba como a Solventum está ajudando a tornar esses tratamentos mais prontamente disponíveis.

Conversamos com dois especialistas da nossa equipe de purificação biofarmacêutica: Jonathan Hester, Ph.D., cientista pesquisador, e Alexei Voloshin, engenheiro de aplicações, para aprender mais sobre biofarmacêuticos, incluindo terapêuticas e vacinas à base de proteínas. Eles explicam por que o processo de fabricação é tão importante (dica: tem tudo a ver com pureza) e como ajudamos as empresas farmacêuticas a avançarem com os cuidados de saúde com novos tratamentos médicos revolucionários.

Produtos biológicos explicados

A humanidade tem um longo histórico de busca por opções medicinais para tratar doenças. Até mesmo o arsênico já foi usado para fins médicos. Mas, à medida que a ciência médica avançava, as expectativas para a eficácia e segurança desses tratamentos também avançaram. 

Tratamentos tradicionais atuais, como acetaminofeno e ibuprofeno, são exemplos de medicamentos químicos usados para tratar condições como a dor muscular. Normalmente são eficazes, mas, muitas vezes, têm efeitos colaterais. “Eles não são capazes de discriminar com precisão como afetam o corpo - o ibuprofeno pode afetar o revestimento do estômago e outros tecidos”, diz Alexei. A quimioterapia, outro tratamento tradicional, pode matar o câncer, mas também pode danificar o resto do seu corpo, ele acrescenta. 

A tecnologia biofarmacêutica usa moléculas mais avançadas, como proteínas, ácidos nucleicos e células. “A associação única de potência, seletividade e segurança possibilita que essa classe de medicamentos ofereça tratamentos eficazes de condições graves, como câncer, artrite e colite ulcerativa”, diz Alexei. “A tecnologia biofarmacêutica só começou a mudar, fundamentalmente, as expectativas da qualidade de vida da sociedade em geral.” 

Os produtos biofarmacêuticos estão na vanguarda do tratamento de condições de risco e mudança de vida com máxima eficácia e segurança. E a história deles está apenas começando.

Alexei Voloshin

Um exemplo com o qual você provavelmente está familiarizado são as vacinas atuais de última geração contra a COVID-19, que são produtos da biotecnologia moderna. Essa abordagem ajudou a possibilitar a velocidade de desenvolvimento dessas vacinas.

A promessa de terapias e vacinas à base de proteína

Por muitos anos, foram desenvolvidas vacinas usando vírus inativados. Esses vírus enfraquecidos, quando administrados a um paciente, estimulam uma resposta imune no corpo para o proteger contra infecções futuras por esse vírus. Essa abordagem ainda é usada de forma eficaz para influenza, catapora, sarampo e caxumba, mas exige que os cientistas cultivem vírus em um laboratório, o que pode levar meses.

Nos últimos anos, os pesquisadores desenvolveram vacinas usando proteínas purificadas, que podem ter sido purificadas usando a tecnologia Solventum, para evitar que o vírus se ligue, e entre, em células humanas. Essas vacinas podem ser desenvolvidas mais rapidamente sem os riscos inerentes associados ao uso de um vírus vivo. Vacinas à base de proteína incluem HPV, herpes-zóster, hepatite B e COVID-19. 

Esses produtos biológicos à base de proteína também são usados para tratar doenças. “Algumas das terapias mais promissoras no momento são medicamentos à base de proteína”, diz Jonathan. “Empresas farmacêuticas produzem medicamentos proteicos através da engenharia genética de uma célula, geralmente uma célula de mamífero, para produzir a proteína.”

Ele explica que as células manipuladas são cultivadas em uma cultura por dias, ou por algumas semanas. Depois desse tempo, eles terão um fluido que contém o medicamento proteico que as células produziram, mas também contém as células, detritos de células rompidas e todos os tipos de outras proteínas que foram produzidas pelas células.

Conheça o processo: Como os produtos biológicos à base de proteína são fabricados

Uma vez que o fabricante biofarmacêutico coleta o fluido, eles têm que isolar a proteína do medicamento de fragmentos celulares, de outras proteínas que as células fizeram e também do DNA e outras impurezas e contaminantes. Normalmente, é um processo de 15 a 20 etapas para isolar a proteína do medicamento em uma forma pura.

“Os produtos biológicos são injetados, portanto, eles precisam ser muito puros”, diz Alexei. Quando um comprimido ou líquido é ingerido, o sistema digestivo ajuda a limpar os contaminantes. Com produtos farmacêuticos que entram na corrente sanguínea, essa barreira não está mais lá.

Os produtos biológicos também são relativamente frágeis em comparação com substâncias sintéticas. “Você pode reduzir ou eliminar a eficácia deles se manipulá-los de forma indevida”, acrescenta Alexei. “Não é possível aquecê-los, tratá-los com um pH elevado ou sujeitá-los a um estresse intenso. Portanto, o processo de purificar esses medicamentos, sem danificá-los, é mais complexo em comparação com os medicamentos sintéticos.” 

Como estamos solucionando os desafios de fabricação 

A Solventum ajuda os fabricantes usando materiais inteligentes para reduzir o número de etapas e tornar as etapas de purificação mais confiáveis. Nosso trabalho pode ajudar as empresas farmacêuticas a passar menos tempo fazendo o trabalho de desenvolvimento do processo de purificação, o que pode, em última análise, ajudar as vacinas a chegarem mais rápido aos pacientes. 

“Cada produto tem um processo específico de fabricação”, diz Jonathan. “Nosso objetivo é condensar o processo para nossos clientes, simplificar e reduzir o número de etapas e ajudá-las a chegar mais rapidamente através de estudos clínicos e, por fim, ter processos de fabricação mais econômicos e produtivos para os medicamentos de sucesso.”

Quando visitamos nossos clientes, temos uma ideia de como nossos produtos para purificação fazem parte de algo que ajuda a melhorar e salvar vidas.

Jonathan Hester

Uma de nossas tecnologias, o purificador híbrido 3M™ Emphaze™ AEX, foi desenvolvido para substituir um filtro simples que retira partes e detritos de células. Quando o trabalho de desenvolvimento começou, os cientistas levantaram a hipótese de que poderia também remover contaminantes solúveis e fazer um dispositivo que fizesse duas coisas de uma só vez. Duas etapas do processo são agora uma com este purificador. A tecnologia de base foi agora estendida para um segundo produto, o 3M™ Harvest RC, que opera bem no início do processo de purificação. Ele remove os mesmos contaminantes solúveis, ao mesmo tempo em que remove suavemente as células inteiras aderindo-as, em vez de removê-las, da forma mais típica, simplesmente forçando o fluido através de poros menores do que as células. Aderir a eles reduz suavemente a pressão necessária e minimiza a ruptura celular para que mais de seus contaminantes internos permaneçam dentro e sejam removidos com as células inteiras.

Como funciona a tecnologia de purificação

Materiais que são conhecidos como não-tecidos, em termos simples, um tapete de fibras, são fundamentais para algumas tecnologias de purificação da Solventum. Eles são modificados para purificação através do enxerto de polímeros carregados positivamente no não-tecido, para produzir um material que atue como um filtro, mas que, também se liga a partículas e moléculas carregadas negativamente. As proteínas que você quer manter são geralmente carregadas positivamente e a maioria das impurezas e contaminantes são carregadas negativamente. 

Quando o produto proteico passa pelo filtro, as impurezas e contaminantes carregados negativamente, células, partes de células e contaminantes dissolvidos como o DNA, aderem ao filtro. Isso ajuda a gerar um produto mais puro após o primeiro estágio de purificação produz um fluido de qualidade mais consistente durante todo o processo.

Remover o DNA mais cedo no processo de purificação também torna um processo de separação subsequente muito mais eficaz. Para muitos clientes, isso condensa ainda mais as etapas posteriores e também aumenta o rendimento do produto medicamentoso. 

Trabalho gratificante: Projetar soluções que possam ajudar a melhorar a saúde de todos

A redução das etapas do processo, e o aumento da produtividade, podem ajudar a disponibilizar mais os tratamentos que podem salvar vidas. Além disso, podem reduzir custos. 

O Jonathan observa que a COVID-19 deu a mais pessoas uma ideia de que as pessoas com doenças estão passando, à espera, e com esperança, de cura ou de tratamento. “Saber que estamos trabalhando para acelerar o desenvolvimento desses tratamentos, é uma motivação para todos em nosso grupo”, diz ele. “Nossos clientes biofarmacêuticos têm problemas realmente difíceis de resolver, e nossa ciência centrada nas pessoas pode mudar vidas para melhor.”