MIGUEL BOYAYANComienzo del proceso de purificación de la artemisininaMIGUEL BOYAYAN
Los síntomas más claros del paludismo o malaria son la fiebre alta y los escalofríos. Es ésta una enfermedad causada por un organismo unicelular, un protozoo llamado Plasmodium o plasmodio, y que se transmite al hombre a través de las picaduras de mosquitos del género Anopheles. La región amazónica brasileña concentra la casi totalidad de los casos que ocurren en Latinoamérica, con un registro promedio de alrededor de 450 mil anuales. Y el cuadro previsto para este año no es muy alentador. Se estima que tal cifra trepe a más de 600 mil casos, con alrededor de 200 mil nuevos en el estado de Amazonas, y la mitad de ellos en su capital, Manaos.
Como no existen vacunas para combatir la enfermedad, uno de los tratamientos recomendados por la Organización Mundial de la Salud (OMS) se hace con medicamentos derivados de la artemisinina, el principio activo extraído de la artemisia o ajenjo silvestre (Artemisia annua), un arbusto que crece naturalmente en China y Vietnam, donde la población lo emplea desde hace siglos en forma de té para el tratamiento de la fiebre de la malaria.
Pese a que la enfermedad es endémica en Brasil, recién ahora, con los resultados de una investigación llevada a cabo en el Centro Pluridisciplinario de Investigaciones Químicas, Biológicas y Agrícolas (CPQBA), de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), un medicamento elaborado a base de hojas de artemisia se fabricará totalmente en el país. La producción estará a cargo de la empresa Labogen, de la localidad de Indaiatuba, interior de São Paulo. En 2006, la planta cosechada en Brasil se procesará y se transformará en un antipalúdico. En la actualidad, la materia prima destinada a la elaboración de los remedios empleados para el tratamiento del paludismo se importa de China y Vietnam. “Pero el gran problema es que el material importado tiene importantes variaciones en su tenor de pureza, lo que resulta en un producto no estandarizado”, dice la investigadora Mary Ann Foglio, coordinadora de la investigación en la universidad. “Y eso sin contar que es importante que el país sea autosuficiente en la producción de un medicamento tan necesario.”
El estudio de la artemisia en el centro de investigaciones de la Unicamp se inició en 1988, cuando se estableció un intercambio entre el CPQBA y el gobierno chino. En el marco de una investigación científica realizada en la China en la década de 1970, la planta demostró que tenía actividad antipalúdica. A la época, se evaluaron diversas especies del género artemisia, para ver cuál de ellas servía en el combate contra la fiebre de la malaria. Dicho estudio constató que solamente dos tenían actividad efectiva. Y una de éstas era la Artemisia annua, que en aquel país crece con facilidad y tiene altos tenores de artemisinina, que llegan al 1,2% del peso de la planta seca. Con base en dichos resultados, los investigadores brasileños decidieron traer la planta a Brasil. A tal fin, consiguieron semillas de China, Vietnam y otras regiones de Asia.
Resuelto el problema – El primer paso consistía en adaptar a la artemisia a las condiciones climáticas de sudeste brasileño, ya que es una planta originaria de climas templados, con inviernos rigurosos y veranos con bastante luminosidad, pero no tan cálidos como lo de esta región. “Cuando se intentó cultivar esa especie en Brasil, la planta crecía rápidamente y florecía más rápido aún, pero no producía casi nada de la sustancia de interés”, comenta Mary Ann. Los resultados iniciales fueron decepcionantes. Las variedades con alto tenor de artemisinina tenían poca biomasa, mientras que aquéllas que tenían mucha biomasa tenían bajo tenor de la sustancia. Este impasse sólo se resolvió cuando se desarrollaron híbridos capaces de resistir al clima del sudeste de Brasil, resultantes de estudios llevados a cabo por el equipo del investigador Pedro Magalhães, coordinador de la División de Agrotecnología del CPBQA. Por eso la floración de la planta se retrasó para que hubiera tiempo de que la sustancia química de interés se acumulara en las hojas. Estos híbridos tienen en la actualidad aproximadamente un 1% de artemisinina, resultados muy cercanos a los obtenidos de las plantas chinas. “Esto se demoró, pero avanzamos mucho”, dice Mary Ann.
Cuando se inició el trabajo, las primeras especies presentaban tenores inferiores al 0,01%. Era un índice sumamente bajo, difícil de aislar e inviable económicamente. Al tiempo en que transcurría el trabajo de aclimatación de la planta, los investigadores empezaron a estudiar el proceso de extracción de la artemisinina y a desarrollar metodologías analíticas eficientes. Sólo así es posible monitorear la cantidad de la sustancia existente en la planta y en el extracto y cuánto se pierde en el proceso.
En 1998, diez años después de que se iniciaron los estudios con la artemisia, la Unicamp elevó una solicitud de patente para el proceso de obtención de los extractos de aislamiento de la artemisinina pura. “En la patente nosotros garantizamos un 98% de pureza de la sustancia”, dice Mary Ann.
Una vez que se cumplió exitosamente esta etapa, los científicos empezaron a observar que se desechaba una gran cantidad de residuos producidos durante el proceso de aislamiento de la sustancia de interés. Para extraer la artemisinina de las hojas secas se utiliza un solvente orgánico. El resultado inicial es un líquido espeso, parecido a un té verde sumamente concentrado. Pero a medida que el proceso de purificación va avanzando, se obtiene un cristal blanco, que es la forma pura de la artemisinina.
Como la hoja tiene tan sólo un 1% de esta sustancia, el otro 99% corresponde a compuestos de varias substancias, tales como clorofilas, grasas y otros componentes que se eliminan. “Creemos que es interesante estudiar estos componentes descartados para evaluar un posible interés farmacológico en este material”, dice Mary Ann. “Y realmente, constatamos que es muy rico en sustancias que demostraron tener actividad farmacológica”. Dichas sustancias han sido probadas en ratones para tratar lesiones derivadas de úlceras gástricas inducidas, con resultados positivos. Asimismo, se verificó en modelos in vitro que tienen actividad antiproliferativa en ocho linajes de células tumorales humanas. Pero son estudios que aún no han concluido.
Luego de definir los parámetros de cultivo de la planta y de extracción e aislamiento de la artemisinina, era necesario tener una metodología analítica convalidada para garantir la calidad del producto que saldrá al mercado. Esto es incluso una de las exigencias de la Agencia Nacional de Vigilancia Sanitaria (Anvisa). Para ello, los investigadores desarrollaron una metodología analítica convalidada para la cromatografía líquida de alta eficiencia. Mediante dicha técnica, una luz ultravioleta permite visualizar por separado todas las sustancias químicas de los extractos de las plantas. Como la molécula de la artemisinina no es visible en el ultravioleta, se utilizó un detector universal de índice de refracción, que genera una señal eléctrica intensa para una determinada cantidad de muestra. La investigación que resultó en la convalidación de la metodología, que asegura la reproductibilidad, la exactitud y la precisión del análisis, se inició en 2002 y contó con financiación de la FAPESP.
Una vez cumplidas todas las etapas, faltaba viabilizar la producción a escala industrial. Y esto fue posible con la firma del contrato de transferencia de tecnología a Labogen, en junio de este año, sellado por la Agencia de Innovación (Inova) de la Unicamp. “Estamos transfiriéndole a la empresa toda la tecnología de obtención de las semillas, de extracción del material vegetal y de los procesos de producción, con el apoyo del control de calidad que desarrollamos”, dice Mary Ann. “Creemos que a finales de 2006 tendremos terminados todos los ensayos para el lanzamiento”, dice José Machado de Campos Neto, director ejecutivo de la empresa. “En la primera fase produciremos únicamente el principio activo, que se les venderá a los laboratorios farmacéuticos que ya tienen un registro del medicamento”. Uno de estos laboratorios que producen el antipalúdico con la materia prima importada es la Fundación Oswaldo Cruz (Fiocruz) de Río de Janeiro.
En septiembre, plantines de unos 12 centímetros llegaron a la estancia de la empresa. A finales de enero medirán dos metros y estarán listos para su procesamiento. Durante la primera fase serán alrededor de 100 kilos de plantas secas; en la segunda, 1,5 toneladas, y al tercer año se procesarán tres toneladas de plantas. “Un solo kilo de la sustancia pura es suficiente como para tratar los casos de paludismo grave en Brasil”, dice Mary Ann. Esta cantidad podrá obtenerse durante la primera fase del proyecto, con el procesamiento de los 100 kilos de planta seca. El excedente que producirá la empresa en las fases subsiguientes podrá exportarse a países tales como África, que registra más de 100 millones de casos anualmente, la mayoría provocada por el protozoario Plasmodium falciparum, la forma más grave de la enfermedad. Para esta forma, la OMS recomienda que el tratamiento se haga siempre con artemisinina asociada a otros medicamentos, como la mefloquina. “Esta asociación es una instrucción reciente que tiene un valor muy grande”, dice el médico infectólogo Marcos Boulos, docente de Enfermedades Infecciosas y Parasitarias de la Facultad de Medicina de la Universidad de São Paulo.
Existen más de cien plasmodios, pero en el hombre, tan sólo cuatro especies producen la enfermedad. Además del falciparum, son ellos el vivax, el malariae y el ovale. Los protozoos pasan de una persona a otra por la picadura de mosquitos Anopheles. En Brasil, el paludismo es provocado por dos especies de plasmodios, el vivax, que es la forma benigna, y el falciparum, que es la más grave. El té utilizado desde hace siglos en los países del Sudeste Asiático para tratar la fiebre de la malaria sólo tiene efecto para la forma benigna de la enfermedad que, en algunos casos, incluso sin tratamiento, cede naturalmente. Para las formas graves, puede incluso crear resistencia en el protozoo, como ya ocurrió con los derivados de la quinina, también extraída originariamente de la quina, la corteza del quino (Cinchona pubescens) y muy usada desde 1908 en Brasil.
Menos contaminante – Como la artemisinina no es soluble en agua ni en aceite, debe pasar por una transformación química para que sea soluble en un solvente que pueda administrársele al hombre. Dos derivados de la artemisinina, el artemeter y el artesunato de sodio, solubles en aceites y agua, representan alternativas eficaces en el tratamiento de la enfermedad y permiten la aplicación en la forma endovenosa e intramuscular. Le cupo a la investigadora Vera Rehder, de la División de Química Orgánica y Farmacéutica de la CPQBA, mejorar este proceso de semisíntesis. “La síntesis total de la artemisinina, que es la producción total del principio activo en laboratorio, es posible, pero es mucho más factible económicamente obtener el extracto de las hojas de la planta y transformarlo en dos reacciones químicas”, dice Mary Ann. El proceso es más rápido, más barato y menos contaminante.
El medicamento utilizado actualmente en Brasil para el tipo grave de la enfermedad se aplica en forma inyectable, en tres dosis. Hoy en día otras formas de administración, como la oral, se encuentran en estudio en el Instituto de Tecnología de Fármacos – Far-Manguinhos, un laboratorio vinculado a Fiocruz, que trabaja con la materia prima importada para producir el antipalúdico. El gran obstáculo hasta ahora con relación a este tipo de formulación es que la artemisinina se disuelve en el estómago. Nuevas formulaciones apuntan a su disolución en el intestino, desde donde llega al torrente sanguíneo de manera más eficaz. Una vez vencida esta barrera, la región amazónica podrá beneficiarse con la materia prima producida acá mismo, en todas sus etapas.
Una presencia antigua en el planeta
La malaria es una enfermedad parasitaria que forma parte de la historia de la humanidad. Datos extraídos de fósiles indican que la enfermedad tuvo su origen en África y que el protozoo que la causa está presente en la Tierra desde hace tanto tiempo como el propio hombre, o más todavía. Para la Organización Mundial de la Salud (OMS), esta enfermedad tropical y parasitaria es la segunda causa de muertes en el mundo, quedando atrás únicamente del Sida. Se estima que más de un millón de niños mueren anualmente en el continente africano debido a la enfermedad o por complicaciones derivadas de ella como la anemia y la insuficiencia renal. Alrededor del 40% de la población mundial, que corresponde a aproximadamente 2.400 millones de personas, vive en áreas bajo riesgo de transmisión del paludismo, que se registra en más de cien países.
Una misma persona puede contraer la enfermedad en docenas de oportunidades. El mosquito se contamina al picar a un enfermo, y así es como empieza a transmitirla a continuación. La contaminación también puede suceder, si bien es más raro, debido al uso de jeringas infectadas, por transfusiones de sangre o de la madre al bebé al momento del parto. Tras la contaminación, los síntomas aparecen pasados entre 9 y 40 días, dependiendo de la especie de plasmodio. En Brasil se sabe de casos de la afección desde 1587. A partir de la década de 1870, con el comienzo de la exploración del látex, se convirtió en un grave problema de salud pública. En la década de 1940 se registraban alrededor de seis millones de casos anuales en el país, que se redujeron habida cuenta de las campañas de combate contra la enfermedad a 52 mil en 1970. Posteriormente, con la ocupación de la Amazonia, los casos volvieron a aumentar en dicha región.
Los Proyectos
1. Implementación del proceso de obtención del antipalúdico con base en la Artemisia annua
2. Aplicación en cromatografía líquida de alta eficiencia en el análisis de la variación estacional de las lactonas sesquiterpénicas presentes en la Artemisia annua
Modalidad
1. Llamado pública MCT/ MS/ Finep – Bioproductos
2. Línea Regular de Auxilio a la Investigación
Coordinadora
Mary Ann Foglio – Unicamp
Inversión
1. R$ 490.000,00 (Finep)
2. R$ 117.120,00 y US$ 11.161,00 (FAPESP)
