BIOTECNOLOGÍA Y SOCIEDAD

Transcripción

1 ORT Uruguay, Montevideo, Agosto de BIOTECNOLOGÍA Y SOCIEDAD Dra. María Antonia Malajovich Coordinadora de Biotecnología Instituto de Tecnologia ORT de Rio de Janeiro

2 SALUD: TODO PARECE POSIBLE CON BT

3 QUÉ ES POSIBLE? Prevenir Monitorear Remediar Pruebas de diagnóstico de base genética e inmunológica Vacunas Medicamentos y tratamientos nuevos

4 VACUNAS Indispensables en la prevención de las enfermedades conocidas o emergentes

5 LAS RESPUESTAS PRIMARIA Y SECUNDARIA Intensidad de la respuesta inmune Semanas Primer contacto con el patógeno (antígeno) Segundo contacto con el patógeno (antígeno)

6 LA MEMORIA INMUNOLÓGICA Antígeno Detectado por células que activan diferentes tipos de linfocitos Linfocitos T citotóxicos Linfocitos T auxiliadores Linfocitos B Células de memória Síntesis de anticuerpos Eliminan las células infectadas Neutralizan o marcan el antígeno, dando início a su eliminación

7 VACUNAS Virus patogénico V. relacionado V. atenuado V. muerto Subunidades Recombinante Linfocitos B y T Enfermedad y recuperación INMUNIDAD NATURAL ADQUIRIDA INMUNIDAD ARTIFICIAL ADQUIRIDA

8 VACUNAS RECOMBINANTES Gen codificador del antígeno de superficie HBsAg Virus HBV Levadura transformada Síntesis del antígeno VACUNA

9 TERCERA GENERACIÓN DE VACUNAS DNA Inyección en el músculo Células dendríticas Migración a los órganos linfoides Síntesis del antígeno Respuesta inmune ÁREA VETERINARIA Virus IHNV (truchas y salmones) V. del oeste del Nilo (equinos)

10 PRODUCCIÓN DE VACUNAS Fase Objetivo Duración mínima Participantes Pre- clínica Fase 1 Selección de un antígeno candidato a vacuna Seguridad 3 a 6 años Cultivos de células Animales de laboratorio 6 a 8 años 10 a 100 personas adultos Fase 2 Dosaje 100 a personas Fase 3 Eficiencia a personas Fase 4 Vigilancia farmacológica Aspectos éticos Código de Nüremberg (1949) Participación voluntaria Consentimiento informado

11 PRODUCCIÓN DE VACUNAS Aspectos tecnológicos BPL, BPF Reducir el número de dosis Vacunas orales (veterinarias) Producción de antígenos en plantas transgénicas (Lemna, tabaco)

12 ERRADICAR LA ENFERMEDAD Enfermedades conocidas Viruela Poliomielitis Gripe Enfermedades emergentes Fiebres hemorrágicas, enfermedad de Lyme, dengue, enfermedad de los legionarios, SIDA, E.coli etc. BIOTERRORISMO

13 PRUEBAS DE DIAGNÓSTICO Parámetros fisiológicos Enfermedades infecciosas Práctica forense Diagnóstico genético

14 PRUEBAS DE DIAGNÓSTICO Cualidades de una prueba de diagnóstico CARACTERÍSTICA Sensibilidad Especificidad Exactitud Reproductibilidad DEFINICIÓN Dar un resultado positivo cuando la condición está presente Dar un resultado negativo cuando la condición no está presente. Dar el mismo valor que el obtenido con otro método Dar siempre el mismo valor en la misma muestra Las técnicas bioquímicas, inmunológicas e genéticas ocupan un lugar preponderante en el sector porque reúnen varias cualidades. También se aplican en el área ambiental (análisis de suelos, calidad del agua) y en la industria de alimentos (identificación de contaminantes en alimentos o materias primas)

15 Imágenes comerciales de algunos dispositivos miniaturizados, utilizados en pruebas de diagnóstico. A: Lab-on-a-chip de Agilent (lab-on-a-chip-loc jpg en B: Chip de DNA para diagnóstico de Toshiba ( C: Gene chip de Affymetrix (

16 PRUEBAS MICROBIOLÓGICAS TÉCNICAS MICROBIOLÓGICAS (Sistemas API de Biomérieux) Identifican casi todas la bacterias (Gram+ y Gram-) y levaduras de interés clínico. Reducen la cantidad de reactivos, el trabajo laboratorial y los costos. Imagem comercial de um sistema API de Biomérieux (

17 PRUEBAS INMUNOLÓGICAS MÉTODO DIRETO MÉTODO INDIRETO ELISA Color proporcional a la cantidad de antígeno en la sangre Color proporcional a la cantidad de anticuerpo en el suero Microplaca de poliestireno

18 PRUEBAS GENÉTICAS (1) Sondas acopladas a moléculas fluorescentes (SKY, FISH, ASO, Southern y Northern Blot, Fingerprint) PCR (en tiempo real) Biochips (lab-on-a-chip) Microarrays Imágens comerciales de termocicladores

19 PRUEBAS GENÉTICAS (2) Tejido Paciente Control Extracción de mrna Preparación de cdna (transcriptasa reversa) Amplificación del cdna, que es marcado con una substancia fluorescente Arrays en el diagnóstico de mutaciones. Puntos verdes y rojos corresponden a cada una de las muestras, amarillos a ambas y negros a ninguna.

20 ENFERMEDADES GENÉTICAS Diagnóstico Observaciones clínicas Pruebas de laboratorio (metabolismo, cromosomas, DNA) Limitaciones Algunas mutaciones son inocuas para la salud del portador. Mutaciones en genes diferentes pueden causar la misma enfermedad Mutaciones diferentes dentro de un gene pueden causar la misma enfermedad. Mutaciones diferentes dentro de un gene pueden causar enfermedades parecidas pero con un pronóstico diferente. Cuando hacer el diagnóstico?

21 DIAGNÓSTICO PREVENTIVO Y PREDICTIVO Caso del gene BRAC1 Preguntas Quién controlará la aplicación de las pruebas genéticas? Cómo asegurar que la decisión de hacer una prueba sea exclusivamente personal? Quién tendría acceso a la información resultante?

22 INDUSTRIA DE MEDICAMENTOS Descubrimiento Fase pre-clínica Ensayos clínicos compuestos 5 compuestos Inicio de la investigaciones. Estudios laboratoriales y ensayos en animales (actividad biológica, seguridad) Pedido de patente (3,5 a 4 años) Pedido de aprobación para iniciar los ensayos en seres humanos Fase I: acompaãmiento farmacocinético, seguridad y dosaje en voluntarios sanos (1 año) Fase II: eficacia y efectos colaterales en pacientes voluntarios (2 años) 1 compuesto Fase III: monitoreamiento de las reacciones al uso prolongado del medicamento en a pacientes voluntarios (3 años) Proceso de aprobación del nuevo medicamento (2,5 años) Procedimientos administrativos Fase IV: vigilancia farmacológica Vencimiento de la patente años Genéricos

23 FITOTERÁPICOS Y MEDICINA TRADICIONAL Ácido salicílico Ácido acetilsalicílico Normas (WHO, 1978, 1998, 2000) VENTAJAS Baratos, venta libre, pocas oportunidades de patentes DESVENTAJAS Eficacia, efectos colaterales, ensayos clínicos confiables, control de calidad?

24 Arte tibetana Tangkas Romio Shrestha (1990s)

25 CÓMO ENCONTRAR PRINCIPIOS ACTIVOS? Investigar la biodiversidad Microorganismos Fauna y flora marina Diseñar nuevos productos, correlacionando estructura y actividad Química combinatoria Métodos computacionales Ensayos robotizados

26 ANTIBIÓTICOS ANTIBIÓTICOS E ANTIBACTERIANOS FECHA Sulfonamidas (Sulfas) 1936 β-lactámicos 1940 Cloranfenicol, tetraciclinas 1949 Aminoglicosídios 1950 Macrolídios 1952 Quinolonas, estreptograminas 1962 Oxazolidinonas 2000 Lipopeptídeos 2003 Glicilciclinas 2005 Mutilinas 2007 Penicilina Nuevas estrategias para encontrar moléculas con actividad inhibitoria Sistemas robotizados de alto desempeño Genómica comparativa

27 PROTEÍNAS RECOMBINANTES Péptido señal Remoción de la señal Remoción de C y unión entre A y B mrna Molécula precursora Proinsulina Insulina

28 PROTEÍNAS RECOMBINANTES Métodos de producción Función Aplicaciones Bacterias Levaduras Células Plantas Animales Substituyen o complementan moléculas naturales Hormonas, interferones, interleucinas, factores de crecimiento celular o de coagulación sanguínea, enzimas Cumplen una función medicamentosa Hematología, oncología, endocrinología, artritis, enfermedades inmunes y genéticas (lisosómicas) tpa, estreptoquinasa, anticuerpos monoclonales y antígenos bacterianos para vacunas

29 FARMACOGENÓMICA FARMACOGENÉTICA Identifica cuales son los genes que están asociados a algunas enfermedades Localiza SNPs dentro de esos genes Investiga las diferencias genéticas que permiten prever diferentes respuestas a un medicamento. Ejemplos: - Degradación más o menos rápida de los medicamentos (Citocromo P450) DeCode (Rejkjavik) Acuerdo con Hoffmann-La Roche Bancarrota Hipersensibilidad al abacavir en pacientes HIV positivos, portadores del alelo HLA-B*5701

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31 ASPECTOS ECONÓMICOS Consumo de medicamentos 11% 12% Investigación y desarrollo de un medicamento nuevo US$ 800 millones, 10 a 15 años Patentes 28% Blockbusters : ventas por US $ 1 bi 49% Resto del mundo América del Norte Europa Japón Orphan Drug Act asegura incentivos financieros a las empresas que desarrollen medicamentos para las enfermedades que afectan a menos de personas

32 TERAPIAS BIOLÓGICAS Los 10 anticuerpos monoclonales de uso terapéutico, líderes de ventas en NOMBRE GENÉRICO (MARCA) EMPRESAS INDICACIONES VENTAS (2010) US$ BILHÕES Infliximab (Remicade ) Johnson & Johnson Artritis reumatoide 8.0 Merck Mitsubishi Tanabe Colitis ulcerosa Enfermedad de Crohn Psoriasis Artritis psoriática Espondilosis anquilosante Bevacizumab (Avastin ) Roche Cáncer de cólon 6.8 Rituximab (Rituxan ) Roche Linfoma no Hodgkins 6.7 Artritis reumatoide Adalimumab (Humira ) Abbott Artritis reumatoide 6.5 Psoriasis Artritis idiopática juvenil Artritis psoriática Espondilosis anquilosante Enfermedad de Crohn Trastuzumab (Herceptin ) Roche Cáncer de mama 5.5 Cetuximab (Erbitux BMS Cáncer de colon, cabeza y cuello 3.2 Merck Serono Ranibizumab Lucentis Novartis Degeneración macular 3.1 Roche Natalizumab (Tysabri ) Biogen Idec Esclerosis múltiple 1.75 Elan Omalizumab (Xolair ) Roche Asma alérgica 1.1 Novartis Palivizumab (Synagis ) Astra Zeneca Virus respiratorio sincicial 1.0

33 CÁNCER Enfermedad genética (1% del genoma) Proto-oncogenes Antígenos supresores de tumores Codifican proteínas que estimulan la división celular, inhiben la diferenciación y detienen la apoptosis Estimulan la autodestrucción de las células que sufrieron una mutación Aumenta la síntesis de esas proteínas Alterados o desactivados

34 TERAPIAS BIOLÓGICAS Vacunas contra el cáncer Varias vacunas preventivas virus HBS, papilomavirus (Gardasil, Merck; Cevarix, GlaxoSmithKline) Una vacuna para estimular la respuesta inmune: BCG Una vacuna terapéutica (Sipuleucel-T o Provenge ) Investimento (US $ 1 billón)

35 TERAPIAS BIOLÓGICAS VACUNAS TERAPÉUTICAS (Sipuleucel-T o Provenge de Dendreon) A. Extracción de las células dendríticas Leucoféresis (3 horas) Células dendríticas B. Incubación con Provenge Células dendríticas + Provenge (PAP-GM-CSF) 2 a 3 dias Células dendríticas que incorporaron el antígeno tumoral PAP-GMCSF C. Reinfusión de las células modificadas en el paciente (3 veces, con 2 semanas de intervalo) Estímulo de la respuesta de las células-t contra el antígeno tumoral PAP-GM-CSF y, consecuentemente, contra las células cancerosas.

36 TERAPIAS GÉNICAS DE CÉLULAS SOMÁTICAS Cópias de un gen normal, clonado en bacterias Inserción en un vector Vírus Lipossomo Introducción del gen normal en las células de un individuo con una enfermedad genética Pulmón Músculo Hígado Cultivo de células (médula ósea) Reimplantación

37 TERAPIAS GÉNICAS DE CÉLULAS SOMÁTICAS Altos y bajos de la tecnología Martin Cline, SCID (Ashanti e Cynthia, 1990) / modificación de los linfocitos Jesse Gelsinger, SCID-X1 (Francia, 2000) SCID (Salsabil, 2002) / modificación de células troncales El único producto comercial autorizado es la Gendicina (Shenzen SiBiono Gene Tech, China), un adenovírus con el gen supresor de tumores p53, para carcinoma de células escamosas de cabeza y cuello.

38 MEDICINA REGENERATIVA Trasplantes de órganos Ingeniería de tejidos Cultivo de piel in vitro Bio-mimética para reparar fracturas y lesiones. Ejemplo: reconstrucción de tráquea. Terapias celulares

39 MEDICINA REGENERATIVA CÉLULAS TRONCALES EMBRIONARIAS CÉLULAS TRONCALES ADULTAS Pluripotentes, pueden diferenciarse en cualquiera de los más de 200 tipos celulares del organismo. Se diferencian en un número limitado de tipos celulares. Aproximadamente 30 células fáciles de encontrar en un embrión de 3 a 5 días. Fáciles de cultivar en el laboratorio. Inducen rechazo Difíciles de encontrar en los tejidos. Más difíciles de cultivar en el laboratorio. Inducen rechazo si son trasplantadas a otra persona, pero pueden ser reintroducidas en la misma persona, del mismo modo que un injerto autólogo.

40 MEDICINA REGENERATIVA Extracción de médula ósea Selección y multiplicación de las células troncales Diferenciación

41 CONSIDERACIONES FINALES

42 Herramientas Alicerces Indústria Química Energía Medio ambiente Agricultura Pecuaria Biodiversidad Alimentos Salud Bienes y servicios

43 LA (R)EVOLUCIÓN BIOTECNOLÓGICA Es muy rápida y compleja Incide en toda la sociedad Crea nuevos dilemas éticos Acrecienta problemas de seguridad

44 POR ESO ES NECESARIO Definir prioridades Formar cuadros profesionales Establecer marcos legales Discutir las consecuencias éticas y, fundamentalmente...

45 Saber que no basta con acumular conocimientos sobre los aspectos científicos y tecnológicos de las biotecnologías. Hay que reflexionar sobre sus posibilidades y limitaciones, porque lo que caracteriza a una tecnología es el uso que le damos...

46 MUCHAS GRACIAS A TODOS, Y, ESPECIALMENTE, A ORT URUGUAY