Formulación Farmacéutica – ¿Cómo se produce un fármaco? Parte I

Primeramente, hay que identificar las proteínas implicadas en la enfermedad (enzimas, moléculas mediadoras de señales celulares, anticuerpos, receptores celulares), las rutas metabólicas y las dianas…

Formulación Farmacéutica – ¿Cómo se produce un fármaco? Parte I

Primeramente, hay que identificar las proteínas implicadas en la enfermedad (enzimas, moléculas mediadoras de señales celulares, anticuerpos, receptores celulares), las rutas metabólicas y las dianas (moléculas específicas sobre la que un medicamento debe actuar).

Si se trata de una enfermedad genética, hay que identificar y determinar la expresión de los genes involucrados en la enfermedad, por ejemplo, determinando que genes están activos/inactivos en las células sanas vs. en las células enfermas y que tipo de alteraciones causa su expresión o el fallo de su expresión si se trata de un gen relevante para la regulación de alguna actividad esencial. Una vez conocidos estos factores, se puede comenzar a explorar opciones terapéuticas para interferir en la expresión del gen, por ejemplo, mediante compuestos represores/inductores específicos de su transcripción (proceso en el cual el ADN se transcribe en ARN para finalmente expresar proteínas activas que definen el funcionamiento y metabolismo de las células afectadas) o mediante compuestos que regulen (inhiban o induzcan) la actividad de una proteína específica de tal manera que su regulación interfiera en los mecanismos causantes de la enfermedad sin afectar los mecanismos normales, o sea, con un efecto muy específico.

En el caso de las bacterias y virus patogénicos, los medicamentos van dirigidos a obstruir funciones esenciales de los microorganismos, por ejemplo, inhibiendo la expresión de proteínas importantes para su supervivencia (antibióticos, antivirales) y de esa manera se impide su proliferación o se intercepta la entrada en las células humanas en el caso de los virus (https://www.biotechnology.amgen.com/es/developing-biotech-medicines.html) (Hernández-Flórez, D., Valor, L. 2015).

Los compuestos candidatos para desarrollar medicamentos pueden ser de naturaleza sintética, semisintética o natural. Los de origen natural son compuestos activos aislados de las plantas u hongos. Los sintéticos se han abierto camino en la farmacología, no son solo por ser más económicos en la producción, sino también por ser más sustentables. La química ha puesto a disposición muchos compuestos activos de origen natural en cantidad necesaria, aunque su presencia en la naturaleza sea escaza. Los semisintéticos combinan extractos de fuentes naturales y síntesis química, aumentando así la disponibilidad de los escasos recursos naturales y ampliando el efecto terapéutico. También es posible producir compuestos activos mediante procesos biológicos, en los cuales se usan (mayormente) bacterias debido a que son fáciles de cultivar, proliferar y de transformar (introducir genes en las células bacterianas para la expresión de proteínas de interés) convirtiéndolas en verdaderas máquinas sintetizadoras del producto requerido (Sucunza, D. Inspired by nature: modern drugs. Science in School. Issue 28, Spring 2014).

Una vez halladas las dianas terapéuticas y los compuestos prometedores para desarrollar un fármaco, hay que demostrar ante las autoridades sanitarias nacionales, su eficacia y su seguridad. Durante esta etapa se realizan ensayos en animales y/o en cultivos celulares; esto es necesario para determinar el efecto en funciones biológicas complejas, similares a la humana (ensayos biológicos). Si el compuesto terapéutico aprueba esta etapa, recién entonces se procede a probarlo poco a poco directamente en humanos (ensayos clínicos) (Dr. Carlos Bustamante Rojas. Fases del desarrollo de un nuevo medicamento).

La producción de un medicamento puede extenderse a varios años entre el descubrimiento de un compuesto activo, la investigación, el desarrollo hasta su aprobación y comercialización. La complejidad de la biología humana y de las estructuras biológicas representan en muchas ocasiones un gran desafío a la hora de diseñar un fármaco, por ejemplo, para aquellos basados en proteínas como agentes terapéuticos, debido a sus propiedades de estabilidad, solubilidad y permeabilidad (fundamental por vía oral) y sus dificultades para ser absorbidas por el tracto gastrointestinal limitando la eficacia terapéutica (Dr. Juan M. Irache Garreta. Estrategias farmacéuticas para la formulación de péptidos y proteínas. Discurso, Barcelona 2016) (Yining Xu et al., 2020). Una de las estrategias para resolver este problema es la aplicación de nanotransportadores, por ejemplo, las nano-cápsulas (moléculas de tamaño nanométrico) especialmente dirigidas al tratamiento de tumores, debido a que estas, conteniendo el fármaco, pueden ser revertidas con receptores celulares que se unen a las células cancerígenas para liberar su carga de fármacos al contacto con ellas o pueden contener un medio para atravesar las membranas celulares (Villafuerte-Robles L. Nanotecnología Farmacéutica).

Concluyendo brevemente, “curar” involucra sustentabilidad, cobertura sanitaria y ciencia.

Por: María Inés Landache

Lic. en Biología técnica y aplicada

University of Applied Sciences, Bremen-Alemania