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Química

Anticuerpos de gran valía

Empresas e institutos producen insumos esenciales para la investigación científica en Brasil

EDUARDO CESARPara la bioquímica Fernanda Alvarez Rojas no fue nada fácil hacer sus experimentos y terminar su doctorado en ciencias médicas en la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), realizado entre 1998 y 2001. La investigadora se abocó al estudio de modelos animales para su uso en laboratorio, en investigaciones sobre la resistencia a la insulina. Formaba parte de dicho estudio la ejecución de experimentos con uso de anticuerpos, componentes esenciales para kits de diagnóstico y nuevos medicamentos. En su esencia, los anticuerpos son moléculas que produce el sistema inmunológico para el combate contra las enfermedades, y han sido empleados en trabajos científicos para la determinación de las características de los antígenos, partículas presentes en las células invasoras que inducen la respuesta inmune del organismo. El problema es que Brasil no fabricaba estos productos, que debían –y aún deben– importarse. Allí residía el calvario de Fernanda, y el de muchos otros investigadores que trabajan en el país. “Se hacía el pedido de anticuerpos pero tardaban mucho en llegar, y así se atrasaban las investigaciones. Además, cuando llegaban, muchos ya había estaban vencidos o arruinados por problemas de acondicionamiento en el transporte”, recuerda Fernanda. “En una oportunidad, hice 50 experimentos y sólo pude aprovechar cuatro. Era mucho derroche de tiempo y dinero”. Episodios como éste llevaron a Fernanda, una vez terminado el posgrado, a pensar en la idea de producir ella misma los anticuerpos para sus investigaciones y las de sus colegas.

La bioquímica se asoció a dos compañeras –la enfermera Eliana Araújo y la farmacéutica Alessandra Gasparetti– y creó Imuny Biotechnology en 2004, en Campinas, interior de São Paulo, una empresa destinada a producir y comercializar anticuerpos. A partir de ese año, la empresa contó con el apoyo económico de la FAPESP por medio del Programa Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (Pipe). Cuatro años después, Fernanda fundó Rheabiotech junto al biólogo Luís Antônio Peroni: es una spin-off de Imuny, que empezó a producir también kits de diagnóstico, dejando a cargo de la empresa madre la actividad comercial referente a los insumos biotecnológicos. Una vez más, los investigadores contaron con apoyo en el marco de un proyecto Pipe, en este caso para desarrollar kits para el área agrícola.

Uno de los primeros productos de Rheabiotech es el Soja Detecta, destinado a la detección precoz de la roya asiática de la soja, una enfermedad causada por el hongo Phakopsora pachyrhizi, que ocasiona grandes perjuicios a los agricultores. Fue desarrollado con el apoyo técnico de Bayer CropScience, que suministró hojas infectadas para las pruebas de laboratorio, y se encuentra en fase de pruebas de convalidación de campo. El kit utiliza contiene un suero con anticuerpos capaces de detectar la presencia del hongo en la planta. Para ello es necesario hacer un macerado de hojas de soja y aplicarlo sobre un papel especial. Luego se pone el papel con las muestras de hojas en contacto con reactivos que contienen anticuerpos. De haber hongos en el material, el papel adquiere una coloración rojiza.

Con 300 anticuerpos distintos, Rheabiotech facturó el año pasado 30 mil reales, aun sin contar con una estrategia comercial, y prevé elevar sus ingresos a 150 mil reales este año. A tal fin, la empresa apuesta en el desarrollo de nuevos productos, entre los cuales se encuentra un kit elaborado en asociación con la Empresa Brasileña de Investigación Agropecuaria  (Embrapa) para la detección de salmonelosis porcina en los frigoríficos, además de dos kits para el sector de cítricos y otro para el diagnóstico y pronóstico de enfermedades autoinmunes e inflamatorias y para algunos tipos de cáncer. Este último producto está desarrollándose con el apoyo financiero del Programa de Subvención 2009 de la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep) del Ministerio de Ciencia y Tecnología (MCT).

Dos años después de su creación, Rhea­biotech forma parte de un selecto y reducido grupo de empresas de base tecnológica –que se cuentan con los dedos de una mano– especializadas en la producción de anticuerpos, kits de diagnóstico y otros insumos biotecnológicos destinados a la investigación básica y la detección de enfermedades humanas, animales y vegetales. “El mercado nacional depende fuertemente de la importación de anticuerpos. Diría que el 99% de estos insumos, fundamentales para el diagnóstico de enfermedades y la realización de investigaciones científicas, proviene del exterior”, afirma el médico Fernando Kreutz, socio de FK Biotecnología, una empresa sureña pionera en el sector. Según Kreutz, el mercado nacional de reactivos para diagnósticos, que incluye a los anticuerpos usados para la investigación y detección de enfermedades, gira en torno de los 1.200 millones de reales, en tanto que el de anticuerpos de uso terapéutico su ubicó en 1.800 millones de reales en 2009. “Resulta estratégico para el país el contar una industria sólida de estos insumos, para reducir la dependencia de la importación de anticuerpos y kits de diagnóstico”, dice Kreutz.

Uso terapéutico
Creada en 1999, FK Biotecnología, con sede en Porto Alegre, ha sacado al mercado más de 150 anticuerpos monoclonales para la investigación académica e invierte en la investigación y el desarrollo de anticuerpos de uso terapéutico para el tratamiento del cáncer. Son anticuerpos especialmente desarrollados para el combate contra enfermedades. Es un mercado todavía inmaduro, con aproximadamente 20 anticuerpos aprobados para uso terapéutico por la Food and Drug Administration (FDA), la agencia estadounidense que regula el sector de medicamentos. La facturación del sector es de aproximadamente 15 mil millones de dólares, y casi la mitad de ese valor proviene de la venta de ocho anticuerpos del área de oncología. De acuerdo con el Ministerio de Salud, Brasil gastó 389,8 millones de reales en 2009, solamente con cuatro de estos medicamentos. En el país, otra empresa que actúa en este segmento es la paulista Recepta Biopharma (lea en Pesquisa FAPESP n° 137).

EDUARDO CESARFK invierte también en otro segmento que utiliza anticuerpos como materia prima: el de kits de diagnóstico. A comienzos de 2010, FK, en asociación con la empresa Lifemed, de São Paulo, obtuvo el registro en la Agencia Nacional de Vigilancia Sanitaria (Anvisa) de cuatro nuevos productos. También durante el primer semestre de este año, la empresa lanzará tres kits de diagnóstico GCH, sigla de gonadotrofina coriónica humana, la hormona que indica según su nivel si una mujer está embarazada o no. Los kits poseen anticuerpos monoclonales que detectan la GCH secretada en gran cantidad al comienzo del embarazo. Con los nuevos kits, espera elevar su facturación a 10 millones de reales, cinco veces la obtenida en 2009. “Hasta el año pasado, nuestra producción se limitaba a anticuerpos para uso en investigaciones. A partir de 2010 daremos un salto significativo con los kits de diagnóstico. Así seremos capaces de competir con los grandes proveedores mundiales”, dice Kreutz. Los nuevos kits se venderán en farmacias y se exportarán a África y Medio Oriente.

El biólogo inmunólogo Sandro Gomes Soares, director ejecutivo de Invent Biotecnologia, una empresa instalada en la Supera, la incubadora de empresas de base tecnológica ubicada en el campus de la Universidad de São Paulo (USP) de Ribeirão Preto, interior paulista, tiene una opinión parecida a la de Kreutz. Para él, es fundamental que el país domine las técnicas de producción de anticuerpos en gran escala, además de invertir en investigación y desarrollo, con miras a crear una nueva generación de anticuerpos mediante la aplicación de técnicas de ADN recombinante. Con esta técnica, se inserta o se codifica un gen que produce determinado anticuerpo en el genoma de un organismo mediante procesos biotecnológicos. “Debemos dar un salto en dirección hacia productos innovadores, más grande que el que las industrias farmacéuticas nacionales han dado”, apunta Soares.

Respuesta fisiológica
Los anticuerpos también se emplean como herramientas biotecnológicas convencionales en los test Elisa y Western Blot, para cuantificar y localizar proteínas de interés de los investigadores. Desde el punto de vista fisiológico, los anticuerpos son moléculas de proteínas producidas como respuesta a la entrada de sustancias extrañas en el organismo, tales como virus, bacterias o células tumorales. Producidos y secretados por células de nuestro sistema inmunológico conocidas como linfocitos B, los anticuerpos son capaces de reconocer un blanco específico, el antígeno, presente en las células de la sustancia invasora. Cada anticuerpo posee dos lugares llamados paratopos, que se unen a una parte específica del antígeno, el epítopo. En lenguaje figurado, el anticuerpo sería la llave y el antígeno la cerradura. Cuando el anticuerpo “se encaja” en el antígeno, comienza una acción inmunológica destinada a neutralizar al organismo invasor. En la investigación biotecnológica resulta fundamental probar estos mecanismos.

Los anticuerpos pueden dividirse en monoclonales y policlonales. Los primeros son producidos en laboratorio a partir de una población de células derivadas de un único linfocito B, una célula del sistema inmunológico que hace que todos los anticuerpos tengan una sola especificidad. Pueden producirse de manera continua y reaccionan únicamente contra una porción del antígeno, es decir, contra un solo epítopo. En tanto, los anticuerpos policlonales se producen en mamíferos –conejos, ratones domésticos, equinos, bovinos y ovinos– o en aves, normalmente en las gallinas. Al ser inmunizárselos, los animales fabrican una enorme variedad de anticuerpos contra distintas porciones del antígeno, pues tuvieron su origen en distintos linfocitos B. Su proceso de producción es relativamente más sencillo y su costo es inferior: mientras que un mililitro de anticuerpos policlonales cuesta alrededor de 800 reales, 150 microgramos cuestan en 1.500 reales. Como contrapartida, la utilización de los policlonales se limita a algunos procedimientos, tales como la composición de kits para diagnósticos y su uso como herramienta de investigación académica.

Los anticuerpos monoclonales se producen mediante técnicas más refinadas, requieren un período más largo de conclusión y tienen un elevado costo de producción. Sus aplicaciones son más amplias, y pueden utilizarse también con fines terapéuticos. “Por ser más específicos, los anticuerpos monoclonales se emplean preferentemente en las investigaciones de diagnósticos y tratamientos eficaces contra ciertas patologías”, explica Fernanda. “Pero por su capacidad de reconocer y unirse a antígenos determinados –proteicos, glucoproteicos y lipoproteicos, e incluso a carbohidratos, ácidos nucleicos y lípidos–, también pueden utilizarse con eficacia en el estudio de proteínas mediante ensayos imunológicos.”

proteimaxAl contrario de Rheabiotech, que apunta a fabricar anticuerpos en gran escala, Célula B, que es un servicio de extensión de la Universidad Federal de Río Grande do Sul (UFRGS), se especializa en la producción a pedido de anticuerpos monoclonales y sueros policlonales elaborados en conejos, en ratones domésticos y en gallinas. Sus principales clientes son los investigadores de las universidades e institutos de investigación, entre ellos la Unicamp, Embrapa y el Instituto del Corazón del Hospital de Clínicas de la Facultad de Medicina de la USP. “Nuestro objetivo no es producir anticuerpos en escala industrial, sino desarrollar pequeños volúmenes de sueros que no es posible hallarlos comercialmente. Los solicitan investigadores que trabajan en la caracterización de nuevas proteínas, sin que existan anticuerpos para ellas. El usuario nos suministra la proteína y nosotros producimos el anticuerpo en pequeña escala para suplir sus necesidades”, dice el veterinario Itabajara da Silva Vaz Júnior, coordinador del Célula B.

Los anticuerpos de la UFRGS han sido empleados para la realización de investigaciones en oncología, bioquímica, inmunología, genética molecular, biología molecular, citología, histología y fisiología. “Podemos aplicar un anticuerpo, que sabemos que reacciona contra determinada proteína, en un cultivo celular, en tejidos de animales o incluso en el animal entero, y observar su efecto en la fisiología. ¿Bloquea la función? ¿Obstaculiza el crecimiento? Además, nuestros anticuerpos también pueden usarse para chequear la presencia de una proteína en distintos tejidos de un animal, para mostrar así en qué tejidos u órganos se expresa proteína”, destaca. El servicio Célula B empezó sus actividades en 2003, a partir de un pliego de la Finep que apuntaba a financiar proyectos de investigación y producción de anticuerpos monoclonales y policlonales. Otras áreas de actuación del servicio son la evaluación de reactivos y componentes inmunológicos y la capacitación de técnicos de instituciones de investigación y empresas.

También en la esfera pública, una de las primeras instituciones que se abocó al desarrollo de anticuerpos fue la Fundación Oswaldo Cruz (Fiocruz), con el Laboratorio de Anticuerpos Monoclonales de Bio-Manguinhos, en Río de Janeiro. “Desde 1983, ha desarrollado anticuerpos monoclonales con fines de investigación y diagnóstico contra antígenos específicos de interés para la salud pública: hepatitis A, B y C, leptospirosis y fiebre amarilla”, dice Márcia Arissawa, gerente del laboratorio. Según Arissawa, ante el aumento de la demanda de anticuerpos monoclonales y la búsqueda de nuevos segmentos de uso de esos componentes, recientemente se construyó una nueva área destinada al laboratorio, que también recibió nuevos aparatos. La nueva estructura física alberga salas especiales con bajísima concentración de partículas en suspensión, que podrán utilizarse para la producción de lotes de anticuerpos monoclonales.

Purificación esencial
La formulación de estrategias de producción y desarrollo de moléculas y vectores con fines terapéuticos, además de la fabricación de anticuerpos, son los dos focos de acción de Invent Biotecnología, que también cuenta con apoyo por medio del Pipe de la FAPESP. “Entre los productos en estadio más avanzado de desarrollo en la empresa se encuentra la creación de una nueva estrategia de purificación de anticuerpos policlonales en aves”, dice Sandro Soares. La ventaja en el uso de las aves con relación a los mamíferos para la producción de anticuerpos es conocida. Es posible extraer anticuerpos de los huevos en una cantidad mucho mayor que del suero, de manera no invasiva y con un desgaste casi nulo del animal. Según Soares, mientras que un ave es capaz de producir 30 gramos de anticuerpos por año, un conejo produce tan sólo 2,5 gramos.

Sin embargo, la producción de anticuerpos en aves se ve comprometida por la presencia de residuos lipídicos (grasas) provenientes de la yema de los huevos, donde los anticuerpos se concentran, cuando se aplican las técnicas de purificación convencionales. “Invent volcó sus esfuerzos al desarrollo de una estrategia de purificación con un alto índice de recuperación y un elevado grado de pureza. Como resultado de ello, establecimos una metodología de bajo costo y un proceso escalonado para la producción destinada a la industria”. Actualmente la empresa trabaja en el desarrollo de un kit comercial de purificación de anticuerpos y en la creación de un sector de servicios destinado a atender a la comunidad académica. “Pusimos el foco en el escalonamiento de los procesos de purificación de anticuerpos y en la producción de proteínas. Si no dominamos el proceso de producción en escala industrial, no seremos competitivos como las empresas internacionales”, dice Soares.

En Minas Gerais, pese a su escaso tiempo de existencia, Bioaptus, creada en 2009, cosecha los frutos del lanzamiento del Anfitech, nombre comercial de un anticuerpo sintético formado por una molécula orgánica que la empresa desarrolló sin emplear células o inmunización de animales. Destinada a su utilización en el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades, esta nueva plataforma tecnológica es empleada actualmente por decenas de clientes de distintos sectores: agropecuario, farmacéutico humano y veterinario y de medicina de laboratorio. “El Anfitech ha sido desarrollado para tener una alta afinidad y especificidad para una molécula blanco. Es una innovación para el área de investigación en biociencias. Los investigadores pueden solicitar un anticuerpo Anfitech específico para una determinada proteína de su línea de investigación”, afirma Luiz Augusto Pinto, socio de la empresa que tiene entre sus clientes a la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG), el Centro de Desarrollo de Tecnología Nuclear (CDTN), vinculado al MCT, y a la Fundación Oswaldo Cruz.

Para el área industrial, Bioaptus brinda soluciones para el desarrollo de productos y métodos analíticos, y sus principales clientes son las industrias de kit de diagnóstico in vitro para medicina de laboratorio y las industrias de vacunas animales y humanas. Instalada en la incubadora de empresas Inova, de la UFMG, Bioaptus facturó el año pasado 200 mil reales, y espera aumentar sus ingresos un 300% en 2010. El próximo año, la meta es llegar a una facturación de 4 millones de reales con la venta del Anfitech que, según Luiz Augusto Pinto, constituye una alternativa a los anticuerpos actualmente importados desde otros países. La empresa ha iniciado negociaciones para sellar contratos con interesados de Estados Unidos y Europa.

A propósito, el mercado internacional constituye una importante fuente de ingresos de Proteimax, una empresa de biotecnología con sede en Cotia, Gran São Paulo. El 22% de su facturación de 2009, de 200 mil reales, salió de la venta de anticuerpos policlonales fabricados en conejos, ratones, lauchas y cuises destinados al exterior. “Nuestra principal línea de investigación se dirige a una clase de proteínas denominadas receptores acoplados a proteínas G, conocidos por la sigla GPCR. Son en total 70 anticuerpos que forman la base de nuestra plataforma de identificación de nuevos compuestos con potencial terapéutico”, dice la investigadora molecular Andrea Sterman Heimann, directora de la empresa, que también tiene dos proyectos en el marco del Pipe. Muchas drogas actúan mediante la activación o el bloqueo de estos receptores. Las proteínas G efectúan la comunicación entre el medio extracelular y el medio intracelular, y así permiten o impiden que un fármaco tenga efecto en un determinado órgano del cuerpo. Actualmente, alrededor del 50% de los medicamentos más utilizados en el mundo actúan directa o indirectamente activando o bloqueando receptores tipo GPCR.

Andrea coincide con la idea de estimular el surgimiento de una fuerte industria brasileña volcada a la producción de insumos para la investigación científica, pero cree que no debe tener su foco en la sustitución de importaciones, sino en el desarrollo de productos innovadores y competitivos en el mercado mundial. Según ella, el mercado de anticuerpos para investigación en Brasil no es lo suficientemente es grande como para mantener a las empresas nacionales, y además, muchos de de estos insumos son fabricados por algunas compañías extranjeras en cantidades enormes como para atender al mercado mundial, lo que hace que las pequeñas empresas no puedan competir. “Ha sucedido ya que Proteimax estaba ganando el mercado de un determinado anticuerpo en Brasil y la competencia extranjera redujo el precio únicamente para frenar nuestro avance. Pueden hacerlo, porque tienen compradores en todo el mundo. Por eso creo que la mejor estrategia consiste en ganarle a la competencia con innovación”, dice Andrea.

Los proyectos
1.
Producción de anticuerpos policlonales (nº 03/13387-9); Modalidad Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (Pipe); Coordinadora Fernanda Alvarez Rojas – Rheabiotech; Inversión R$ 386.454,14 y US$ 17.030,05 (FAPESP)
2. Desarrollo de kits diagnósticos para fitopatógenos de importancia para la agricultura (nº 08/53621-4); Modalidad Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (Pipe); Coordinador Luís Antônio Peroni – Rheabiotech; Inversión R$ 233.358,98 y US$ 60.833,30 (FAPESP)
3. Producción y purificación de anticuerpos policlonales en escala piloto con base en huevos de gallina (nº 05/00705-8); Modalidad Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (Pipe); Coordinador Sandro Gomes Soares – Invent; Inversión R$ 145.713,69 y US$ 94.578,48 (FAPESP)
4. Anticuerpos con formación específica: propuesta para la generación de anticuerpos dirigidos y receptores acoplados a proteínas G (GPCRS) (nº 04/14258-0); Modalidad Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (Pipe); Coordinadora Andrea Sterman Heimann – Proteimax; Inversión R$ 186.485,31 y US$ 139.159,44 (FAPESP)
5. Nueva estrategia molecular para el diagnóstico del cáncer: anticuerpos con formación específica (nº 08/01470-2); Modalidad Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (Pipe); Coordinadora Andrea Sterman Heimann – Proteimax; Inversión R$ 35.608,00 y US$ 12.800,00 (FAPESP)

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