Biotecnología Farmacéutica

Biotecnología farmacéutica

Autor: Sahid Mendieta Marcial

El crecimiento del desarrollo farmacéutico y por ende de la industria farmacéutica se basa en el surgimiento de nuevos fármacos, asociaciones nuevas de compuestos conocidos y en el descubrimiento de nuevos usos terapéuticos de fármacos ya existentes. La biotecnología farmacéutica contribuye a cambiar este escenario al abrir un nuevo paradigma de investigación; en el diseño de fármacos, aportando nuevos procedimientos terapéuticos y de diagnostico, nuevas técnicas de producción, posibilidad de mejora de los productos tradicionales y nuevos productos. Es de gran significancia mencionar que la biotecnología farmacéutica al ser un área multidisciplinaria, se nutre de los avances de la investigación básica en biociencias, contribuyendo a su vez a progresos decisivos en el conocimiento de los mecanismos íntimos de las enfermedades y del funcionamiento del cuerpo humano y otros organismos.

El desarrollo de las vacunas y el descubrimientos de los antibiótico representaron hitos que mejoraron sustancialmente la calidad de vida del ser humano a lo largo de los siglos XIX y XX, el desarrollo de la ingeniería genética y la tecnología de hibridomas, a partir del último cuarto de siglo XX, ha tenido también una trascendencia equiparable, posibilitando la producción masiva y segura de proteínas recombinantes, anticuerpos monoclonales y otras proteínas biológicas, nuevas o poco abundantes en la naturaleza cuyos usos abarcan la terapia, profilaxis y diagnostico. Otros adelantos de la biotecnología farmacéutica involucran la expansión de células madre, la ingeniería de tejidos y el desarrollo de fitofármacos.

En la actualidad los productos biotecnológicos convencionales constituyen alrededor del 30% del mercado farmacéutico mundial. Los antibióticos ocupan un lugar importante, seguidos de las vitaminas y vacunas. En cuanto a la insulina recombinante, la hormona del crecimiento humano, el TPA y la eritropoietina son algunos de los responsables en la expansión del mercado biotecnológico farmacéutico teniendo una gran aceptación en la terapéutica, por su lado los fitofármacos y la ingeniería tisular está teniendo un gran impacto en la práctica médica. La tendencia exponencial del crecimiento de productos obtenidos por medio de técnicas que involucran a la biotecnología farmacéutica refleja el dinamismo del área por ello a continuación se aborda de manera concreta y se describe el desarrollo de fitofármacos, anticuerpos monoclonales, producción de proteínas recombinantes en bacterias y células animales, aplicación de células animales en biotecnologia y desarrollo de ingeniería tisular.

Fitofármacos

Grandes logros se han suscitado en el área de la biotecnología vegetal, la vertiente etnobotánica y su aplicación a la salud pública es ejemplo de esto. Las plantas y por ende las células vegetales son una fuente recurrente para la obtención de nuevas moléculas con actividad farmacológica, donde las técnicas biotecnológicas permiten la manipulación controlada de estos compuestos. Un fitofármacos se define con las siguientes características; extracto vegetal estandarizado, normalizado y estabilizado, que presenta una acción farmacológica definida, conocida y cuantificada. Los fitofármacos deben su actividad farmacológica a familias de metabolitos secundarios producidas por las células vegetales de especies de plantas definidas. Tradicionalmente los fitofármacos eran producidos por técnicas pertenecientes a la fitoquimica, involucrando solo la extracción, el aislamiento, la purificación y la formulación. Tras la incursión de la biotecnología y de disciplinas como las omicas aplicadas a fitofármacos, se generaron grandes avances obteniendo diferentes beneficios entre los que se destaca: producción en condiciones controladas del los metabolitos de interés, la regulación del metabolismo del organismo productor en este caso plantas o cultivos de células vegetales indiferenciadas o diferenciadas, la transformación de células vegetales por medio de agrobacterium rhizogenes o biobalistica para la obtención de plantas o células vegetales genéticamente modificadas y finalmente mayor producción de las sustancias de interés a través del escalamiento en birreactores.

Anticuerpos monoclonales

La biotecnología ha conducido al desarrollo de la inmunología en la generación de pruebas diagnósticas, y fármacos. Útiles en la profilaxis, diagnóstico y tratamiento de una variedad de enfermedades infecciosas, autoinmunitarias y cáncer. En diferentes casos se ha comprendido que la terapia tradicional con productos originados a través de la síntesis química está siendo reemplazada por productos derivados de la biotecnología, principalmente por su efectividad. Ejemplo de esto es la producción de anticuerpos monoclonales y su utilización en la terapéutica. Un anticuerpo monoclonal es un anticuerpo homogéneo producido por una célula híbrida producto de la fusión de un clon de linfocitos B descendiente de una sola y única célula madre y una célula plasmática tumoral. Es de importancia mencionar que para la producción de anticuerpos monoclonales, es necesaria la generación de un hibridoma, donde el procedimiento se basa en ocho pasos fundamentales los cuales se mencionan a continuación. 1. Inmunización de un ratón. 2. Aislamiento de linfocitos B del bazo 3.Cultivo de células de mieloma 4.Fusión de mieloma y células B 5. Separación de las líneas celulares 6. Screening de las líneas celulares que producen el anticuerpo adecuado y desecho del resto 7. Proliferación in vitro o in vivo de esta forma se obtiene así una línea celular inmortal capaz de producir el anticuerpo monoclonal de interés, que puede recuperarse del medio. Ejemplos de anticuerpos monoclonales que se encuentran aprobados para uso terapéutico son Adalimumab indicado para Enfermedad de Crohn, Artritis reumatoide, Espondilitis anquilopoyética, Psoriasis y Trastuzumab indicado en cáncer de mama en la actualidad existen cerca de 25 anticuerpos monoclonales aprobados con distintos fines que impactan en áreas farmacéuticas, medicas y biológicas.

Producción de proteínas recombinantes en bacterias y células animales

La producción de proteínas recombinantes es una de las aportaciones más importantes de la biotecnología moderna. Impactando en el área de la medicina, y generado una revolución en la industria farmacéutica con la generación de biofarmacos obtenidos a partir de un organismo vivo, ya sea a partir de bacterias, hongos, células animales, levaduras, entre otros. La obtención de proteínas recombinantes se logra mediante la inserción del gen que expresa la proteína de interés en un organismo diferente. La expresión

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