Péptidos y proteínas utilizados como fármacos La biotecnología

COOH
Dispositivo
intrauterino
(Progestasert)
Polvo de ajo
deshidratado
Macerado de
aceite de ajo
Ácido eicosapentaénico
(C20:5 -3)
Aceite de ajo
Extracto de
ajo añejo
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Péptidos y proteínas
utilizados como fármacos
Nutracéuticos
Fitofármacos
Medicamentos con fármacos
químicamente puros
Péptidos y proteínas utilizados como fármacos
La biotecnología farmacéutica es un área nueva que demanda mayores
conocimientos de los farmacéuticos, diferentes a los ya adquiridos para las
moléculas pequeñas, para su aplicación en el desarrollo de nuevos fármacos
y sus correspondientes formas farmacéuticas.
Los productos biológicos como las hormonas, las proteínas del suero y
las enzimas se han utilizado como fármacos desde hace casi un siglo. La
insulina, la hormona de la tiroides y el factor VIII fueron introducidos en el
comercio entre 1920 y 1940. Sin embargo, el auge actual de este tipo de
productos se debe al desarrollo de la biología molecular, la cual ha
permitido expandir el desarrollo de fármacos a partir de péptidos y
proteínas.
El interés en los péptidos y proteínas como fármacos aumentó de manera
muy importante en la de década de 1960 debido al desarrollo de la síntesis
de péptidos en fase sólida. Este interés se renueva en la década de 1970 con
la llegada de la tecnología del DNA recombinante (r-DNA).
Hormonas
Enzimas y
factores de
coagulación
Factores de
crecimiento e
interleukinas
Fármacos de
origen
biológico
Anticuerpos
monoclonales
Interferones
Varios
Los fármacos que se pueden obtener se clasifican regularmente en
grupos como el de las hormonas (p. e. la insulina – contra la diabetes),
interferones (p. e. el interferón alfa – contra la hepatitis C), factores de
crecimiento e interleukinas (p. e. la epoetina alfa – contra la anemia),
anticuerpos monoclonales (p. e. el trastuzumab – contra el cáncer de seno),
enzimas y factores de coagulación (p. e. la Alteplase – contra el infarto al
miocardio agudo). Otros productos varios no se agrupan particularmente
por no ser homogéneos entre ellos mismos (p. e. la vacuna de la hepatitis
B).
Neutralización
Acoplamiento
Desprotección
Fijación
Ciclo de la síntesis de
péptidos en fase sólida
Separación
Los productos de origen natural - Fitofármacos
Los productos de origen natural son los que con mayor antigüedad se
conocen y pese al desarrollo de la química y la biotecnología el uso de tales
productos es amplio en nuestra sociedad. Quizá la razón más importante
para la permanencia del uso de tales medicamentos sea el que es del
dominio público. Esto es, que se pueden utilizar sin la necesidad de un
médico. Tal circunstancia ya se hace explicita en el libro de medicina
intitulado el tesoro de los pobres (1784) en el que se declara que se
encuentran “remedios muy aprobados para la sanidad de diversas
enfermedades”. En este libro expurgado por el santo tribunal, compilado
por el maestro Julián y corregido y enmendado por Arnaldo de Villanova,
se dice que ese es un “tratado para que los hombres supiesen curar sin
medico, donde no lo hubiere, y huviere mucha necesidad, el qual por servir
à su Santidad, y servicio de Dios, y por bien de los proximos...”.
Fabricación de un extracto vegetal
Extracción
Fragmentación
Evaporación
Secado
Extracto líquido
Control de calidad
Vegetal crudo
Extracto Seco
Almacenaje, envío
y seguimiento
Una característica de los fitofármacos es que están constituidos de
principios activos y de otros materiales que coexisten con ellos en las
plantas, formando mezclas más o menos complejas. Los componentes de
los fitofármacos pueden ser los que originalmente se encontraban en la
planta o aquellos derivados de las transformaciones sufridas por los
componentes originales a través de los procesos a los que las plantas fueron
sometidas. Los cambios que ocurren a los componentes de las plantas
pueden ser de naturaleza física, fisicoquímica o química. Los cambios
pueden ocurrir sin ninguna intención o específicamente orientados para
obtener ciertas transformaciones que por alguna razón se deseen.
Los procesos de fabricación de los fitofármacos incluyen etapas de
separación de componentes que se podrían considerar indeseables tales
como la clorofila, los taninos y las resinas, entre otros. Estas etapas se
continúan hasta que se alcanza un enriquecimiento selectivo de los
principios activos que se considera satisfactorio.
Aunque existen muchos medicamentos convencionales fabricados con
principios activos puros, que se obtienen de las plantas, estos no se
consideran productos fitofarmacéuticos. Los medicamentos convencionales
se fabrican con fármacos químicamente puros, aunque sean de origen
vegetal.
Los
medicamentos
de
origen
vegetal,
herbolarios
o
fitofarmacéuticos son los que se fabrican con fitofármacos. Esto es, se
fabrican con mezclas de sustancias activas acompañadas de otros
materiales que coexisten con ellos en las plantas o de productos de su
transformación. Se considera que los componentes que acompañan a los
principios activos en los fitofármacos tendrían un mayor o menor efecto
benéfico sobre su actividad terapéutica.
Composición variable de plantas
(principios activos y otros componentes)
Formulación
con mezclas
de varios
componentes
Factores
en el Diseño de
Medicamentos con
fármacos de origen
vegetal
Excipientes
utilizados en
mezcla con
los extractos
Inestabilidades físicas y químicas debidas
a cambios en la composición de los
extractos
Los nutracéuticos
Existen actualmente en el mercado una gran cantidad de alimentos que
contienen nutracéuticos, de la misma manera que hay una gran cantidad de
complementos dietéticos que también les contienen. Aunque en México la
cantidad de personas que consumen productos nutracéuticos no es aun tan
grande, se considera que en países como Estados Unidos (USA) la mitad de
la población consume al menos algún alimento con algún nutracéutico. Se
considera que el 47 % de los hombres y el 50 % de las mujeres toman
diariamente vitaminas, minerales, hierbas y otros suplementos. Ejemplos
del consumo de nutracéuticos que serían imaginables incluirían: tostadas
enriquecidas con folatos, para evitar defectos en los recién nacidos y para
cuidarse el corazón; Jugo de naranja enriquecido con calcio para fortalecer
los huesos; yogurt con hierba de San Juan, para evitar la depresión; un jugo
de manzana con equinácea, contra los resfriados y quizás hasta un chicle
con fosfatidil serina, para evitar la pérdida de la memoria. Todos estos
productos no tendrían nada de malo sí es que las investigaciones
demuestran que son seguros y que sirven para algo. Por desgracia ninguna
de las dos cosas esta garantizada.
Nutracéuticos
Vitaminas, Minerales, Vitaminoides
Sustancias secundarias de las plantas
Ácidos grasos poliinsaturados, Fosfolípidos
Proteínas, aminoácidos y sus derivados
Materiales de carga (fibra dietética)
Hormonas y otros varios
Los términos alimento funcional y nutracéutico se usan en algunas
ocasiones de manera indistinta. Sin embargo, el término nutracéutico se ha
utilizado más ampliamente, entre otras cosas, por que se oye mejor. Esta
palabra combina los conceptos de nutriente o nutrición con el de producto
farmacéutico, para definir un producto que contiene alimentos o
componentes de alimentos que parecen tener una actividad similar a la de
un fármaco o la de un medicamento. Se considera, sin embargo, que el
término nutracéutico es mejor aplicado a los alimentos o componentes de
alimentos que han sido procesados y/o concentrados en una forma
farmacéutica como una cápsula, tableta o polvo. Por ejemplo, el ajo puede
considerarse como un alimento funcional, debido a los beneficios que
traería su consumo para ajustar los niveles de colesterol. Por otro lado, las
tabletas o cápsulas de ajo se consideran un nutracéutico debido a que son
consumidos en una forma farmacéutica. Otro ejemplo, quizá más fácil de
visualizar, sería el de la vitamina E. En principio es muy fácil diferenciar
entre la cápsula y el aceite vegetal desde el cual se obtiene la vitamina. La
diferencia estriba tanto en la forma en que se consume así como en la
concentración de la vitamina en cada producto. La cápsula de vitamina E es
un nutracéutico.
Industria alimentaria:
Industria farmacéutica:
 Ciclos cortos de desarrollo
 Orientación científica
 Desarrollan muchas marcas
 Ciclos largos de desarrollo
 Venden grandes volúmenes
 Uso de tecnología patentada
 Márgenes de utilidad reducidos
 Experiencia en regulación
 Productos atractivos
 Presupuestos altos para I + D
Medicamentos con fármacos químicamente puros
La terapia mediante fármacos es antigua. La preparación de los fármacos
se realizaba antiguamente basada en conocimientos empíricos, tradiciones
y concepciones místicas. En los principios de la farmacia, los
farmacéuticos preparaban medicamentos de acuerdo al arte de cada uno de
ellos. Sin embargo, pese a su mejor voluntad y pulcritud, existía una gran
disparidad en la eficacia y potencia de los preparados obtenidos. Esta
disparidad se daba hasta los extremos de obtener una total ineficacia, o en
el caso contrario, reacciones excesivas y peligrosas. Con la aplicación de
los conocimientos que se desarrollaban continuamente tanto de la física
como de la química la variabilidad en los productos obtenidos se fue
reduciendo, hasta llegar en nuestros días a preparados de un máximo grado
de pureza, con una exacta dosificación y con una garantía de uniformidad
en su preparación.
H2N-O2S-
-N=N-
-NH2
(N-1)
(N-4)
H2N-O2S-
-NH2
H2N
Prontosil
Prontalbina
(Incolora)
Habiendo concebido lo que es una forma farmacéutica, es necesario
hacerse las preguntas fundamentales acerca de su función y carácter
médico. El sentido y propósito de los sistemas farmacéuticos se encuentra
en su uso. Este aspecto ha evolucionado con el tiempo y es la última meta
del desarrollo. Esta meta ha cambiado continuamente. Por ejemplo, la
interacción de la forma farmacéutica con el organismo también ha sido
tomada en cuenta, de tal manera que se ha desarrollado más completamente
el objetivo de adaptar sus funciones al organismo, y más aún, él
sincronizarlas con él. Se dice que este fenómeno es la “biologización” de
las formas farmacéuticas, creando, entre otras cosas, el diseño biológico de
los medicamentos. Al mismo tiempo, los principios de la tecnología del
control automático han incrementado su aplicación.
Partiendo de las
formas farmacéuticas que no modifican la liberación de los fármacos, se
han desarrollado formas de liberación sostenida y de efecto específico para
un órgano, de una forma más fisiológica que nunca antes. El fin de una
forma farmacéutica, en su último nivel, son las formas farmacéuticas
fisiológicas.
METAS DEL
DISEÑO
FARMACÉUTICO
Etapas del desarrollo
histórico de la función
de las formas
farmacéuticas
Control biocibernético
(Forma farmacéutica fisiológica)
Control temporal de liberación
(Sincronización biológica)
Forma farmacéutica
Órgano-específica
Control de liberación
(Liberación sostenida)
Liberación no modificada
En las formas farmacéuticas órgano-específicas, la orientación de la
actividad de un fármaco hacia un órgano es dirigida básicamente hacia la
dinámica de la membrana de las células. La incorporación celular de los
medios de transporte del fármaco, especialmente preparados, dependerían
de la actividad endocitócica y de otros parámetros de la función celular.
Este sería el caso de productos como los liposomas y otros productos
farmacéuticos similares. Cierta orientación órgano-específica de la
actividad de un fármaco se puede obtener también a través de la vía de
administración. Los dispositivos intrauterinos (Progestasert) son quizá el
mejor ejemplo de sistemas de liberación de fármacos orientados a un
órgano en particular, a través de la vía de administración. Este dispositivo
es un medio eficiente para liberar, de una manera continua, fármacos como
los esteroides anticonceptivos y las prostaglandinas. Esta “infusión”
continua de fármacos puede prevenir efectos de toxicidad sistémica,
concentrando la actividad farmacológica en un órgano particular,
asegurando una actividad biológica eficiente y al mismo tiempo,
permitiendo que la difusión hacia el resto del organismo se acompañe de
una dilución de la concentración suficientemente grande, para que
prácticamente no tenga efecto sistémico alguno.
Depósito de fármaco
cubierto con membranas
Dispositivo
intrauterino
(Progestasert)
Ocusert Pilo - 20
El dispositivo intrauterino se concibió como un medio para liberar
sustancias, como las mismas hormonas del organismo, en el útero, a una
velocidad determinada y de manera continua durante un periodo específico.
El anticonceptivo diseñado con este dispositivo libera 25 m diarios de la
hormona progesterona en el lumen del útero. El efecto de la progesterona
no es sistémico, éste se limita a las capas superiores del endometrio. Los
dispositivos terapéuticos intrauterinos podrían utilizarse también para otros
fines terapéuticos diferentes al de la anticoncepción. El control de la
liberación se logra a través de una membrana polimérica en forma de un
tubo (36.1 mm). Éste tubo contiene en su interior una formulación de
progesterona con aceite de silicona y sulfato de bario. El dispositivo se
completa con otra porción del mismo material polimérico que da una forma
de “T” al dispositivo (31.8 mm), la cual ayuda en el posicionamiento y
mantenimiento del dispositivo en el organismo. En la parte baja del tubo se
localizan fibras o hilos que sirven para retirar el dispositivo en el momento
que se desee.