Desarrollo de anticuerpos a máxima velocidad

Investigadores en Fraunhofer ITEM tras la preparación de dosis de un anticuerpo monoclonal. Esto se produjo utilizando un método innovador de combinación de células, que acorta sustancialmente el tiempo de los ensayos clínicos. Crédito: Fraunhofer ITEM/Holger Ziehr

El desarrollo de productos biofarmacéuticos es un proceso largo y costoso. Puede transcurrir una década o más entre el descubrimiento de un nuevo ingrediente activo basado en proteínas y el lanzamiento de un nuevo fármaco. Un obstáculo importante en este viaje es el paso del laboratorio a los ensayos clínicos. Por regla general, se tarda entre 18 meses y dos años en producir este tipo de medicamento en investigación para su uso en ensayos clínicos. Sin embargo, en el Instituto Fraunhofer de Toxicología y Medicina Experimental ITEM, los investigadores de la División de Biotecnología Farmacéutica ahora han desarrollado un método de producción que reduce este paso a solo seis meses.

En todo el mundo, la investigación de medicamentos terapéuticos y vacunas para combatir el coronavirus se ha intensificado drásticamente en los últimos meses. La pandemia ha subrayado, una vez más, cuán vital es acelerar el desarrollo y el lanzamiento de nuevos medicamentos. Sin embargo, la realidad pinta un cuadro diferente. El desarrollo de un bioproceso adecuado y la producción piloto de un candidato a fármaco basado en proteínas puede llevar entre 18 meses y dos años. Sólo entonces puede comenzar el desarrollo clínico, un proceso complejo que consta de tres fases. Muchos de los candidatos son eliminados en la primera o segunda fase de los estudios clínicos por baja tolerabilidad o falta de eficacia. Por lo tanto, es de suma importancia obtener estos resultados clínicos lo más rápido posible. Investigadores de la División de Biotecnología Farmacéutica de Fraunhofer ITEM ahora han podido acelerar significativamente el proceso desde el descubrimiento de un nuevo mecanismo de acción hasta la preparación de un nuevo medicamento en investigación listo para ensayos clínicos. «Nuestro nuevo método de vía rápida reduce muchos meses el tiempo requerido para el desarrollo del proceso en lugar de 18 meses a dos años, todo el proceso de desarrollo, incluida la producción piloto, ahora toma solo seis meses», explica el Prof. Holger Ziehr, director de la División. de Biotecnología Farmacéutica en Fraunhofer ITEM en Braunschweig. Esto beneficia tanto a la industria farmacéutica como a los pacientes. El nuevo enfoque de vía rápida para la ingeniería de bioprocesos nació de la necesidad, en respuesta a la pandemia de COVID-19. «Desarrollamos este nuevo método en estrecha colaboración con un socio de la industria», dice Ziehr. «Nos ha permitido reducir el tiempo que lleva producir un anticuerpo para ensayos clínicos a un tercio de lo que normalmente se requiere. Los anticuerpos son proteínas producidas por las células inmunitarias. Estas proteínas se unen a los patógenos y desencadenan mecanismos que los destruyen. Como terapia , apoyan el sistema inmunológico».

Desarrollo de una estrategia en consulta con el Paul-Ehrlich-Institut

Los anticuerpos sintetizados pueden aliviar la inflamación crónica y ayudar en el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas y cáncer. Por lo tanto, los investigadores son optimistas de que los anticuerpos producidos biotecnológicamente puedan usarse en el tratamiento de COVID-19. «Cualquiera que busque desarrollar un anticuerpo humano para tratar el SARS-CoV-2 está en una carrera contra el tiempo», explica Ziehr. «Un período de 18 meses a dos años es simplemente demasiado largo. Eso fue lo que nos llevó a optar por una estrategia de producción diferente, de modo que los candidatos adecuados para una nueva sustancia activa puedan progresar a estudios clínicos mucho más rápido». Para colocar la estrategia sobre una base firme, este nuevo enfoque se presentó primero al organismo nacional de aprobación de vacunas de Alemania, el Paul-Ehrlich-Institut.

Como la mayoría de los otros procesos de producción de anticuerpos, el proceso desarrollado en Fraunhofer ITEM es basado en células de ovario de hámster chino (CHO). Alrededor del 80 por ciento de todas las proteínas de grado farmacéutico producidas biotecnológicamente se producen con la ayuda de esta línea celular. Una de las razones principales de esto es que las cadenas de azúcar, que en las células CHO están unidas a una proteína recién sintetizada, son similares a las de los humanos.

El nuevo proceso acelerado se ha utilizado para producir 3500 dosis de anticuerpo monoclonal. Crédito: Fraunhofer ITEM/Holger Ziehr

Una fábrica de células para la producción de anticuerpos

¿Cómo lograron los investigadores desarrollar un candidato para un nuevo ingrediente activo en tan poco tiempo? Para producir anticuerpos, el material genético de este anticuerpo, es decir, su ADN, que contiene el gen del anticuerpo correspondiente, debe introducirse en las células CHO. «Para esto, usamos los llamados plásmidos», dice Ziehr. “Son moléculas de ADN en forma de anillo, que se introducen en las células CHO mediante un proceso conocido como transfección”. Este proceso de transfección tiene lugar en un recipiente que contiene unos pocos mililitros de un nutriente líquido y millones de células. Luego, los plásmidos se agregan a este cultivo, donde penetran en las células y luego se integran aleatoriamente en el cromosoma. La composición de los nutrientes líquidos asegura que sólo se multipliquen aquellas células que han incorporado el gen del anticuerpo. En el enfoque convencional, el siguiente paso tedioso es aislar y analizar células individuales hasta que se identifique un clon de células CHO que muestre una integración óptima del gen del anticuerpo dentro de su genoma.

Este es un proceso que requiere mucho tiempo. ya que puede tomar hasta 48 horas para una sola división celular. «Esto significa que puede pasar fácilmente un año antes de que esté disponible un clon utilizable. Eso es demasiado tiempo, especialmente si el objetivo es desarrollar un fármaco para la COVID-19. Por lo tanto, optamos por prescindir del largo proceso de aislamiento celular y trabajar directamente con el grupo de células de la transfección. Esto significaba aceptar el riesgo de que algunas de las células hubieran incorporado la información genética del anticuerpo con mucho más éxito que otras. Sin embargo, las condiciones de selección aplicadas al grupo de células fueron tales que las células que produjeron el la mayoría de los anticuerpos también fueron los que crecieron mejor. Algunas células produjeron más anticuerpos, otras algo menos, pero todas produjeron el mismo anticuerpo».

Nuevo modelo de negocio

Ese riesgo pagó apagado. El resultado es un grupo celular estable que crece bien y produce, en conjunto, una gran cantidad de anticuerpos. En solo seis meses, los investigadores pudieron recolectar una gran cantidad de anticuerpos monoclonales de grado farmacéutico utilizando este método y preparar 3500 dosis para ensayos clínicos. Además, este proceso acelerado se puede utilizar para casi cualquier tipo de proteína de calidad farmacéutica. Por lo tanto, ha creado un modelo de negocio completamente nuevo en el campo de la biotecnología farmacéutica para Fraunhofer ITEM.

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Comprender cómo mejorar los anticuerpos dirigidos al tratamiento del cáncer Proporcionado por Fraunhofer-Gesellschaft Cita: Desarrollo de anticuerpos a máxima velocidad (2021, 1 de febrero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https: //medicalxpress.com/news/2021-02-top-speed-antibody.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.