Por primera vez, los científicos han descubierto una forma de hacer la medicación anticoagulante común heparina usando células humanas en el laboratorio. El nuevo método podría ofrecer una alternativa más segura a los métodos actuales de producción de heparina, que dependen de subproductos animales como el cerdointestino que provienen principalmente de China.
Cientos de pacientes de EE. UU. Han experimentado reacciones adversas y al menos 81 han muerto como resultado de la contaminación encontrada en la heparina de origen chino en los últimos años, lo que llevó a la Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU. A emitir alertas de importación y retiros a gran escala.
"Cuando comenzamos este estudio, nos sorprendió mucho que en este siglo la gente todavía usara un extracto animal para producir una droga", dijo John Whitelock, Ph.D., director de la Escuela de Graduados de Ingeniería Biomédica en elUniversidad de Nueva Gales del Sur, que dirigió el equipo de investigación. "Lo que hemos hecho es observar la forma en que nuestras células producen heparina de forma natural en nuestros cuerpos, toman ese gen y lo expresan en las células del laboratorio. El resultado es naturalproducto que no es sintético, lo que lo hace más seguro que el material de origen animal ".
Whitelock presentará la investigación en la Reunión Anual de la Sociedad Americana de Bioquímica y Biología Molecular durante la Biología Experimental 2016.
La heparina es un medicamento anticoagulante comúnmente utilizado para prevenir coágulos sanguíneos en pacientes sometidos a cirugía o diálisis. Se estima que 12 millones de pacientes reciben heparina cada año solo en los Estados Unidos. El medicamento, descubierto en 1916 y uno de los más antiguos aún enuso generalizado, figura en la Lista de medicamentos esenciales de la Organización Mundial de la Salud y representa un mercado global multimillonario.
La gran mayoría de la heparina que se usa en la actualidad proviene de una compleja cadena de suministro con sede en China, donde se fabrica una forma cruda del medicamento utilizando extractos de intestino de cerdo o tejido pulmonar de ganado. Los eventos de contaminación se han rastreado hasta el manejo inapropiado de los tejidos animales ya la adulteración intencional.
El método desarrollado por Whitelock y sus colegas elimina por completo el uso de tejidos animales. Aprovechando la capacidad natural de nuestros cuerpos para producir heparina, los investigadores indujeron a las células renales humanas cultivadas en laboratorio a aumentar la expresión del gen de la serglicina, que se cree que esresponsable de la producción de heparina. Luego analizaron las propiedades anticoagulantes de la sustancia resultante.
"Francamente, nos sorprendió que hubiera algún efecto anticoagulante", dijo Whitelock. "Las personas en este campo han estado trabajando con serglicina durante más de 20 años, y usualmente se obtiene una especie de primo de heparina pero noheparina real. Ha sido una gran fuente de frustración, y nuestro estudio es un paso importante hacia una fuente alternativa de heparina que podría tener distintas ventajas para la seguridad del paciente ".
La dificultad de producir heparina a partir de células humanas proviene del hecho de que la heparina es un carbohidrato, un azúcar estructuralmente complejo, mientras que la mayoría de los medicamentos producidos a partir de las células son proteínas, que son bastante diferentes en términos de estructura. Este estudio representa la primera vez que los investigadoreshan tenido éxito al inducir a las células humanas a producir un medicamento solo con carbohidratos.
El estudio también arroja luz sobre un misterio que ha obstaculizado a los investigadores de heparina durante gran parte de la historia del fármaco. Generaciones de químicos han intentado crear heparina sin el uso de tejidos animales imitando la estructura química precisa de los carbohidratos; sin embargo, la heparina derivada de animalesse ha mantenido más efectivo que estas formas artificiales. El estudio de Whitelock muestra que la heparina producida por las células humanas tiene una variabilidad natural: pequeños ajustes en la estructura de los carbohidratos que dan una mezcla biológica más diversa que la que se produciría en un laboratorio de química.
"La heparina es un medicamento muy importante que se ha entendido mal durante los últimos 100 años", dijo Whitelock. "La gente pensaba que necesitaba una estructura particular para tener efecto, pero nuestro estudio muestra que en realidad podríamos necesitar un poco de variación natural paraobtener un resultado clínico realmente bueno "
Los siguientes pasos del equipo son refinar las células modificadas para aumentar la cantidad y potencia de la heparina que producen. Whitelock estima que la heparina producida con el nuevo método podría llegar al mercado dentro de 10-15 años, aunque advirtió que el medicamento probablementeser más caro que la heparina tradicional derivada de animales debido a las economías de escala que ya están integradas en la cadena de suministro existente. Sin embargo, la heparina derivada de células humanas podría ser significativamente más segura, menos propensa a la contaminación y reacciones adversas, y una mejor opciónpara pacientes que actualmente no pueden usar heparina derivada de animales debido a restricciones religiosas o dietéticas.
Whitelock presentará estos hallazgos durante la reunión de Biología Experimental 2016 el martes 5 de abril
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Federación de Sociedades Americanas de Biología Experimental FASEB . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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