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La concepción de un medicamento

Anticuerpos contra tumores de ovario desarrollados por instituciones de investigación y empresas brasileñas se encuentran listos para los ensayos en humanos

Misiles autoguiados: representación artística del linfocito B, la célula del sistema inmunológico que produce anticuerpos (moléculas en forma de Y)

TIM VERNON/ SCIENCE PHOTO LIBRARYMisiles autoguiados: representación artística del linfocito B, la célula del sistema inmunológico que produce anticuerpos (moléculas en forma de Y)TIM VERNON/ SCIENCE PHOTO LIBRARY

De aquí a fin de año, seis mujeres que pasaron por cirugía o quimioterapia para combatir el cáncer de ovario en el hospital de la Universidad de Gotemburgo, en Suecia, recibirán un tratamiento de refuerzo con un compuesto experimental desarrollado por instituciones de investigación y una empresa brasileñas. Ésta será la primera vez que una versión de ese fármaco, un anticuerpo monoclonal con alta afinidad por las células del tumor ovárico,  producida específicamente para el uso en humanos, se utilizará en un ensayo clínico. El oncólogo Ragnar Hultborn y su equipo en Gotemburgo ya lograron la aprobación de las autoridades de salud suecas para suministrarles a las pacientes dosis bajas del anticuerpo, al cual le agregarán un elemento químico radiactivo. Mediante esta terapia de apoyo, esperan eliminar las células tumorales que, eventualmente, podrían haber escapado al tratamiento inicial o que ya se habían propagado incluso antes de que se diagnosticara el problema.

Si eso funciona, la estrategia podría evitar la reaparición de células malignas en los ovarios o su migración hacia otros órganos. El cáncer de ovario es alrededor de 10 veces menos frecuente que el tumor mamario ‒el más común entre las mujeres y el segundo con mayor prevalencia entre todas las formas de cáncer‒, pero proporcionalmente más letal, porque generalmente se lo identifica en forma tardía. “Creemos que, en general, los cánceres matan porque para cuando se realiza el diagnóstico inicial ya hay células tumorales diseminadas por el cuerpo”, comenta Hultborn en una entrevista concedida a Pesquisa FAPESP al final de agosto. “Al acoplarle a los anticuerpos específicos para un determinado tumor un elemento radiactivo, nuestro objetivo radica en encontrar y eliminar las células malignas donde quiera que se encuentren”.

En su primer ensayo en seres humanos, este anticuerpo monoclonal, al que por ahora se lo conoce con el nombre de RebmAb200, funcionará prioritariamente como un medio de transporte. Será una especie de misil microscópico autoguiado portando una ojiva nuclear ‒en este caso, el elemento químico ástato‒ hasta las células que se desea eliminar. Pero ya se sabe que ésa no es su única forma de acción. Experimentos con animales y con células humanas realizados en Brasil revelaron que ese anticuerpo mata a las células del tumor incluso sin la carga radiactiva. Al unirse a las células del cáncer, el anticuerpo activa a los linfocitos exterminadores, también denominados natural killers, unas células del sistema de defensa que lanzan una lluvia de sustancias tóxicas sobre el tumor (observe la infografía). De acuerdo con Maria Carolina Tuma, directora de investigación y desarrollo de Recepta, responsable de la coordinación del proyecto de desarrollo del RebmAb200, los resultados preliminares, obtenidos por investigadores de la empresa en modelos animales, sugieren que esa actividad se traduce en una reducción en la tasa de crecimiento tumoral.

El ensayo clínico que se realizará ahora en Gotemburgo constituye otro paso importante en el largo proceso de aprobación de un compuesto candidato a convertirse en un medicamento. Luego de una extensa batería de test con células y tejidos humanos y de experimentos con roedores efectuados en Brasil y en Suecia, es en esta primera fase clínica donde se evalúa si el anticuerpo es seguro para inocularlo en seres humanos como agente terapéutico. También es en esta etapa cuando los posibles efectos colaterales indeseables comienzan a detectarse. Son disposiciones necesarias antes de avanzar hacia las siguientes fases de evaluación, con más pacientes, y, si todo sale bien, para colocarlo en el mercado. Si los resultados son buenos, Hultborn contempla la realización, para 2015 ó 2016 de un estudio mayor, con alrededor de 100 mujeres, para evaluar la eficacia del procedimiento.

Independientemente de los resultados clínicos, hay motivos para festejar. El desarrollo del RebmAb200 posibilitó que Recepta domine, de principio a fin, una de las diversas fases complejas y trabajosas de la producción de anticuerpos monoclonales: la obtención de linajes de células capaces de producir anticuerpos en gran cantidad y con el mismo estándar de calidad y estabilidad para el uso en humanos ‒los denominados anticuerpos humanizados‒, que presentan un menor riesgo de provocar reacciones alérgicas. Este resultado, descrito en 2013 en un artículo en la revista científica PLOS ONE, fue laureado en agosto de este año, en la categoría innovación tecnológica, con el Premio Octavio Frias de Oliveira, promovido por el Instituto del Cáncer del Estado de São Paulo (Icesp) y por el grupo Folha, que publica el periódico Folha de S.Paulo.

“El dominio de la generación de un linaje celular estable y eficiente que produce anticuerpos monoclonales representa la superación de un problema tecnológico para el país”, afirma el oncólogo Roger Chammas, docente de la Facultad de Medicina de la Universidad de São Paulo (USP) e investigador del Icesp. Chammas y su equipo participaron recientemente en una de las etapas del test del RebmAb200. La bióloga Luciana Sousa Andrade utilizó otro material radiactivo, el tecnecio 99, para analizar cómo el anticuerpo se difunde por el organismo luego de inocularlo en el torrente sanguíneo de roedores. “Notamos que se concentra en las células tumorales de ovario, pero no en las sanas”, relata la investigadora, en ese momento, integrante del equipo de Recepta.

016-021_anticorpos monoclonais_223-01El RebmAb200, al que algunos oncólogos consideran candidato a medicamento para el tratamiento de algunos tumores de ovario y también casos específicos de cáncer de pulmón, de riñón y de mama, es una molécula innovadora, y no se trata de un biosimilar de ninguna otra existente.

“El desarrollo de esa molécula innovadora implica un adelanto emblemático en el campo de los productos biológicos para el país”, dice el economista Carlos Gadelha, secretario de Ciencia, Tecnología e Insumos Estratégicos del Ministerio de Salud. Hace tiempo que Brasil domina la tecnología de producción de vacunas, pero aún no ha logrado desarrollar un medicamento biológico (biofármaco) completamente innovador que llegue hasta la etapa de comercialización. Según Gadelha, la ampliación de la capacidad de innovación tecnológica en la producción de biofármacos y en toda el área de la salud es una cuestión estratégica para el país. “La salud es una de las tres o cuatro áreas que determinarán si Brasil será un actor que posee conocimiento estratégico en el panorama económico global o si ejercerá un rol subordinado”, dice.

Un largo trabajo
El hecho de que el RebmAb200 haya llegado a la fase de ensayos clínicos ya puede considerarse un caso exitoso de desarrollo biotecnológico. Es el resultado de un modelo de colaboración poco común Brasil entre el sector público y el privado. Su desarrollo implicó la interacción de equipos de instituciones públicas de investigación ya consagradas, como son el Instituto Butantan y la USP, con el equipo de una empresa privada con base tecnológica, en este caso, Recepta Biopharma. La empresa, como aportadora de competencias internas y de centros académicos de excelencia, coordinó los esfuerzos para arribar a ese resultado. La adquisición de equipos y el trabajo de esos grupos también obtuvieron financiación de dos fuentes: la pública, por intermedio de la FAPESP (aproximadamente 3 millones de reales) y de la Financiadora de Estudios y Proyectos (6,2 millones de reales), y la privada, mediante inversiones de la propia Recepta (5,8 millones de reales).

El largo trabajo que condujo a la obtención del anticuerpo que se probará en Suecia comenzó hace casi 10 años, cuando el físico e ingeniero José Fernando Perez, ex director científico de la FAPESP, tras dejar el comando de la Fundación, creó Recepta Biopharma junto a dos inversores privados, con el objetivo de desarrollar biofármacos innovadores. Al frente de la empresa, Perez puso en práctica su habilidad como articulador, identificando a profesionales con gran capacidad técnica y generando colaboraciones.

Contactó a la inmunóloga Ana Maria Moro, del Instituto Butantan, que trabajaba con anticuerpos monoclonales y ya había producido en el instituto anticuerpos murinos utilizados en la clínica para disminuir el riesgo de rechazo agudo en trasplantes renales. “Recibí un despacho telefónico de Perez en febrero de 2005, solicitándome concertar una reunión, si era posible, para ese mismo día”, recuerda Moro. “En abril yo ya estaba en Nueva York, participando de las reuniones en el Ludwig”.

Ella ayudó a Perez a analizar el catálogo de anticuerpos murinos que ya se habían obtenido en el Instituto Ludwig de Investigaciones sobre el Cáncer (LICR). Junto al biólogo Oswaldo Keith Okamoto y el oncólogo Oren Smaletz, detectaron cuatro anticuerpos que parecían contar con mayor potencial como para convertirse en medicamentos oncológicos, para los cuales Recepta obtuvo la licencia exclusiva internacional para investigar, desarrollar, realizar ensayos clínicos y, en el caso de obtener un medicamento, comercializarlo (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 137). En 2009, Maria Carolina Tuma, trayendo su experiencia en anticuerpos adquirida en una empresa estadounidense, asumió el liderazgo del proyecto, coordinando la investigación multidisciplinaria y multiinstitucional, algo que, según ella, implicó un gran desafío.

A pesar de que ya hace bastante que existen los anticuerpos murinos, no resulta sencillo obtener la versión humanizada. Esos anticuerpos, que se obtienen a partir de la inoculación de células de tumores humanos en ratones, generalmente no pueden aplicarse en un paciente más que una vez. Al ser extraños al organismo humano, existe el riesgo de que activen una respuesta inmunológica severa, que, en casos extremos, puede conducir a la muerte. Los avances técnicos y tecnológicos que posibilitaron el desarrollo de los anticuerpos humanizados son relativamente recientes, comenzaron hace menos de 40 años y sólo generaron el primer anticuerpo monoclonal aprobado para el tratamiento oncológico humano hace alrededor de 15 años.

Los primeros anticuerpos fueron descubiertos a finales del siglo XIX por el médico alemán Paul Ehrlich, quien identificó una propiedad que los caracteriza: la capacidad de unirse a un blanco específico. Esta característica, que motivó a Ehrlich a denominarlos como “bala mágica”, se utilizaría exitosamente para combatir células tumorales.

Pero se necesitaron décadas de avances y retrocesos para lograr producir en forma controlada anticuerpos capaces de combatir tumores. Los anticuerpos son proteínas que fabrican las células de defensa para neutralizar a las moléculas extrañas al organismo. Son mucho mayores, complejas y difíciles de producir que las moléculas de medicamentos, que suelen elaborarse mediante una síntesis química. Para la producción de anticuerpos, se necesita utilizar a las células como biofábricas. Y el anticuerpo producido por una célula puede ser diferente al generado por otra de la misma variedad. Los linajes productores de anticuerpos, de difícil obtención, necesitan ser capaces de reproducirse indefinidamente, una característica compartida con las células tumorales.

Casi idénticas: células productoras de anticuerpos, visualizadas bajo el microscopio

INSTITUTO BUTANTANCasi idénticas: células productoras de anticuerpos, visualizadas bajo el microscopioINSTITUTO BUTANTAN

En la década de 1970, dos inmunólogos, el alemán Georges Köhler y el argentino César Milstein, crearon la primera estrategia exitosa para generar biofábricas de anticuerpos capaces de sobrevivir durante varias generaciones al fusionar células tumorales murinas con células productoras de anticuerpos (linfocitos B) de roedores. Esa estrategia, que les granjeó un Nobel, permitió obtener células genéticamente idénticas ‒los clones‒, productores de gran cantidad de anticuerpos.

Pero no funcionaban siempre tal como se esperaba. Sólo después de una década, los avances en la ingeniería genética mejoraron las probabilidades de obtención de anticuerpos que preservasen la afinidad deseada por células específicas y que no fueran reconocidos como extraños por el sistema inmunitario humano. “El desarrollo de anticuerpos terapéuticos implica un profundo conocimiento de la serología del cáncer, de técnicas de ingeniería de proteínas, de los mecanismos de acción y resistencia, y de la interacción entre el sistema inmunológico y las células cancerosas”, escribieron Andrew Scott, Jedd Wolchok y Lloyd Old, investigadores del Ludwig, en una revisión sobre la terapia del cáncer con anticuerpos, publicada en 2012 en la revista Nature Reviews Cancer.

El primer anticuerpo monoclonal que se convirtió en medicamento para el tratamiento del cáncer humano fue el rituximab, empleado contra algunas formas de cáncer de la sangre ‒linfoma y leucemia‒ por ligarse a una proteína que se encuentra en grandes cantidades en la superficie de las células de defensa denominadas linfocitos B, que se multiplican ininterrumpidamente. La agencia de control de medicamentos de Estados unidos, la FDA, aprobó su uso en humanos en 1997. Desde entonces, poco más de una docena de anticuerpos monoclonales recibieron luz verde de la FDA para utilizarlos contra el cáncer.

Son medicamentos caros, que en Brasil suelen ser costeados por el sistema público de salud. El precio de una dosis  de un anticuerpo monoclonal varía entre alrededor de mil dólares, en el caso de los más antiguos, y 26 mil dólares, que cuestan los de generación más reciente. Su utilización, generalmente está justificada porque desempeñan una acción más específica sobre las células tumorales que el resto de los medicamentos, los denominados quimioterapéuticos, que, en general, eliminan tanto a las células cancerígenas como a las sanas, causando severos efectos colaterales.

El desempeño terapéutico de esos anticuerpos contra grupos específicos de tumores ‒además de sus costos, por supuesto‒ justifica el esfuerzo brasileño para dominar al menos una parte de su producción, si bien con poco más de una década de atraso en comparación con los países más ricos y con mayor desarrollo tecnológico.

Portaclones: recipientes de cultivo de las células productoras de anticuerpos monoclonales

Léo RamosPortaclones: recipientes de cultivo de las células productoras de anticuerpos monoclonalesLéo Ramos

Unión de capacidades
Al transferirle los derechos sobre esos anticuerpos a Recepta, Perez estableció una colaboración con Moro, vía acuerdo con la Fundación Butantan, para el desarrollo de un linaje de células que produjera la versión humanizada del anticuerpo actualmente conocido como RebmAb200. La versión murina de ese anticuerpo, denominada MX35, había sido obtenida por científicos del Ludwig en la década de 1980. El propio Ludwig envió las informaciones, recabadas por medio de modelado computarizado, necesarias para humanizar el anticuerpo, que debería reunir dos características: mantener la afinidad con las células del tumor de ovario típico de la versión murina y la compatibilidad con los anticuerpos humanos, reduciendo así el riesgo de reacciones alérgicas. “La primera característica puede evaluarse en pruebas de laboratorio; en tanto, la segunda, sólo puede conocerse luego de los ensayos en seres humanos”, comenta Moro, coordinadora del Laboratorio de Anticuerpos Monoclonales del Instituto Butantan.

En ese laboratorio, la farmacéutica Lilian Tsuruta, integrante en ese entonces del equipo de Recepta, tenía una misión aparentemente sencilla para humanizar a los anticuerpos. A partir de la secuenciación, formateó los genes y le encomendó su síntesis a la empresa alemana Geneart. Los dos genes sintéticos contenían la fórmula de la versión humanizada del anticuerpo, una molécula en forma de letra Y que reconoce ‒y se une‒ a proteínas específicas abundantes en la superficie de las células tumorales. El trabajo de Tsuruta consistía en extraer esos genes del modelo enviado por Geneart y adosarlos en un andamiaje de ADN que pudiera incorporarse y expresarse por medio de las células seleccionadas para producir los anticuerpos. “Fueron casi seis meses de trabajo en el laboratorio, con intentos y errores, hasta hallar la condición óptima”, comenta Tsuruta.

La etapa siguiente, tarea de la bióloga Mariana Lopes dos Santos, por entonces investigadora de Recepta trabajando en el equipo de Moro, consistía en lograr que esa cinta de ADN llegase al núcleo de dichas células. Se seleccionó un linaje de células humanas, que conservan la capacidad de reproducirse por muchas generaciones. Es un procedimiento largo y lento, que, además de una gran destreza, requiere una cierta dosis de suerte. Ella disponía en recipientes de apenas 1 centímetro cúbico, menores que un dado de un juego de mesa, una mezcla  que contenía decenas de miles de células y millones de copias de genes del anticuerpo. A continuación, las sometía a una leve descarga eléctrica y aguardaba casi una semana para verificar si se habían incorporado al material genético de las células. Se trata de un proceso que depende del azar y es poco eficiente.

“Cuando todo sale bien, tan sólo un 30% de las células, aproximadamente, incorpora los genes”, explica Lopes dos Santos, hoy contratado por el Butantan y primera autora del artículo publicado en PLOS ONE. En muchos casos, los genes no se integran en forma correcta al material genético de las células, que de tal modo, no logran producir el anticuerpo. En general, lo que se desea es seleccionar unas poquísimas células que incorporan muchas copias del gen. Cuando las identifica, Lopes las separa en recipientes aislados. Cada una es un clon que se multiplicará durante muchas generaciones, mientras los investigadores analizan, mediante una serie de ensayos, su capacidad para producir anticuerpos eficientes, en gran cantidad y de manera constante.

De los 210 clones que Lopes obtuvo, menos de una docena se mostró lo suficientemente eficiente, capaz de producir anticuerpos contra las células tumorales. El más eficaz de todos fue el clon número 105, curiosamente generado por ella el lunes 7 de septiembre de 2009, día de la conmemoración de la Independencia, cuando, pese al feriado, ella trabajaba en el laboratorio. A medida que se generaban y se purificaban, los anticuerpos comenzaban a sortear pruebas in vitro para comprobar si conservaban la capacidad de unirse tan sólo con las células tumorales y eliminarlas.

Visión estratégica
Mientras se iba dominando la etapa de producción de los clones en el Instituto Butantan, el patólogo Venancio Ferreira Alves y su equipo trabajaban en la Facultad de Medicina de la USP para ayudar a definir contra qué tipos de cáncer podrían funcionar los anticuerpos licenciados por el Ludwig. El grupo de Alves, contratado por Recepta a través de la Fundación Facultad de Medicina, generó un biobanco con muestras normales y cancerosas de 33 órganos extraídos de más de 2 mil pacientes, dispuestos en 347 microorreglos que permiten testear hasta 200 muestras por vez. Esos datos, parcialmente publicados en 2012, en la revista Applied Immunohistochemistry and Molecular Morphology, ayudan a garantizar la robustez de las prescripciones de uso clínico de los anticuerpos.

Las pruebas realizadas con el anticuerpo murino, el MX35, y su versión humanizada obtenida por investigadores de Recepta en el Butantan, el RebmAb200, confirmaron que ambos cuentan con alta afinidad con las células del tumor de ovario. Alves testeó esos anticuerpos en muestras extraídas de 38 tumores de ovario. En 30 de ellas (alrededor de un  80%), más de la mitad de las células expresaban cantidades elevadas de la proteína que el anticuerpo reconoce. “En el caso en que el RebmAb200 se muestre seguro y eficaz en los ensayos clínicos, puede que sea más fácil obtener su registro internacional como droga para el tratamiento de un tumor huérfano”, comenta Alves. Actualmente no existen anticuerpos monoclonales aprobados para el uso contra tumores de ovario, una forma poco frecuente de cáncer, que concita menos interés de las empresas farmacéuticas. Resultados aún no publicados obtenidos por los investigadores de Recepta junto al equipo de Alves indican cierto potencial para el uso del RebmAb200 en un subgrupo de pacientes de cáncer de mama, que actualmente no disponen de una alternativa terapéutica eficaz.

Estos 10 años de trabajo articulado permitieron dominar una de las etapas de la producción de los anticuerpos monoclonales, aunque aún existen problemas por superar, en el caso en que se opte por desarrollar una política de Estado para que Brasil deje de ser tan sólo un mero importador de tecnología. Por ejemplo, para la producción de anticuerpos monoclonales es preciso recurrir al exterior. Por esa razón, Perez decidió contratar a una empresa en Holanda para elaborar a escala piloto un lote de RebmAb200 y otra empresa, también en el exterior, para envasarla.

“Todavía no existen las condiciones necesarias como para producirlo en Brasil”, sostiene Perez, presidente de Recepta, quien recientemente firmó un convenio con el Ludwig, la empresa suiza 4 Antibody AG y el laboratorio farmacéutico brasileño Cristália para testear dos anticuerpos monoclonales de segunda generación, que actúan de manera diferente al RebmAb200. Desde el punto de vista empresarial, tal vez no haya necesidad de dominar todas las etapas tecnológicas de producción de los anticuerpos. “En el mundo actual, no se puede sostener un enfoque que contemple todo el desarrollo de toda la cadena de producción en un solo país: incluso las empresas de los países desarrollados, como en el caso de Estados Unidos, fabrican muchos de sus productos en China”. Desde un punto de vista estratégico, sin embargo, podría ser necesario superar ese desafío. “La capacidad de desarrollo de biotecnología requiere de una política de Estado, que debe desarrollarse en el transcurso de décadas”, afirma Gadelha, del Ministerio de Salud. “En las áreas de salud, energía, agropecuaria y defensa es necesario un gran esfuerzo del Estado para que Brasil rompa el bloqueo y se transforme en un player internacional. O Brasil adquiere la capacidad de absorber y desarrollar tecnología o no será capaz de expandir el acceso a la salud”, dice Gadelha.

En los últimos dos años, avalado por un programa nacional ‒las colaboraciones para el desarrollo productivo (CDPs)‒, el gobierno nacional viene estimulando el ingreso del sector farmacéutico en la fase de innovación incremental. En colaboración con instituciones de investigación brasileñas, las farmacéuticas nacionales han cerrado algunos acuerdos con empresas extranjeras con el objetivo de que lleguen a Brasil las tecnologías de producción de 14 biofármacos (vacunas, hemoderivados y anticuerpos monoclonales para el tratamiento del cáncer y enfermedades autoinmunes) disponibles en el mercado.

Al promover la internalización de la tecnología de producción de esos compuestos, el ministerio pretende reducir los gastos del sistema público de salud. Hay razones de sobra para ello. Al fin de cuentas, los biofármacos representan solamente un 4% del volumen de medicamentos adquiridos por el Ministerio de Salud, pero insumen el 51% del presupuesto de compras. “Desde 2012 en adelante, ya se firmaron 27 convenios para la producción de 14 biofármacos de última generación en Brasil”, dice Gadelha. “Ahora entra a jugar la capacidad y la necesidad del país de ingresar en la era de una innovación radical”, afirma. El anticuerpo de Recepta que está listo para la fase de ensayos en Suecia parece ser un paso adelante en ese sentido.

“El desarrollo del RebmAb200 revela de qué modo un proyecto de innovación conducido por una empresa es capaz de catalizar y articular la actividad de investigación traslacional en la frontera del conocimiento científico llevada adelante en forma cooperativa entre instituciones académicas de excelencia”, dice Perez.

Proyectos
1. Linajes celulares de alta productividad y estabilidad de anticuerpos monoclonales humanizados para la terapia del cáncer (nº 05/60816-8); Modalidad Programa de Apoyo a la Investigación en Colaboración para la Innovación Tecnológica (Pite); Coordinadora Ana Maria Moro (Instituto Butantan); Inversión R$ 377.708,00 y US$ 810.616,85 (FAPESP) R$ 1.793.198,00 (Recepta).
2. Anticuerpos monoclonales para el tratamiento del cáncer: desarrollo y ensayos clínicos (Nº 01.06.0759); Modalidad Acción transversal – Cooperación ICTs – Empresas – Innovación en productos terapéuticos y diagnósticos; Coordinadora Ana Maria Moro (Instituto Butantan). Inversión R$ 6.197.136,62 (Finep) y R$ 4.006.802.00 (Recepta).

Artículo científico
LOPES DOS SANTOS, M. et al. RebmAb200, a humanized monoclonal antibody targeting the sodium phosphate transporter NaPi2b displays strong immune mediated cytotoxicity against cancer: a novel reagent for targeted antibody therapy of cancer. PLoS One. 31 jul. 2013.

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