Si todo sale según los planes de Massimiliano Florio, la primera empresa del mundo en producir un anticuerpo monoclonal a partir de plantas podría ser italiana.Lazio para ser precisos.En 2014, la empresa de la que Florio es director general, Sosepharm, se embarcó en un proyecto con la región de Lazio para la producción de biosimilares a través del "cultivo molecular de plantas", o el uso de plantas modificadas para crear biomoléculas para uso humano.“Al analizar la trayectoria de algunas empresas multinacionales estadounidenses que producían vacunas a partir de plantas de tabaco -dice Florio, quien también es presidente de la línea de productos Especiales-, activamos un curso de caracterización de arroz para producir rituximab, un anticuerpo monoclonal utilizado en la tratamiento del linfoma no Hodgkin de células B, en las leucemias de células B y en algunas enfermedades autoinmunes, cuya indicación podría extenderse también a la esclerosis múltiple.El proyecto ha supuesto una primera fase de investigación y desarrollo en nuestra planta de Anagni, durante la cual hemos desarrollado una serie de cultivos hidropónicos y estudios preclínicos que, una vez finalizados, nos permitirán iniciar las fases clínicas.Ahora estamos a la espera de recibir la autorización de la EMA para poder operar en Gmp y entrar en la industrialización del proceso para llegar al mercado dentro de cinco años.La idea nos permitirá entonces explotar la plataforma de la planta en el futuro para producir también otros biosimilares, con un impacto positivo también en nuestro gasto sanitario.De hecho, el proceso de producción que utiliza plantas transgénicas es económicamente favorable en comparación con el actual, también porque todo se hace 'en casa'.El precio del fármaco será rentable para la empresa y a la vez para el Estado”.En definitiva, se trata de una auténtica “revolución verde” que se podría presenciar si las grandes farmacéuticas empezaran a producir fármacos utilizando plantas como biorreactores, es decir, como si fueran fábricas en miniatura.De hecho, el primer paso hacia el nuevo enfoque lo dieron hace casi treinta años varias empresas y centros de investigación, como nuestra Agencia Nacional de Nuevas Tecnologías, Energía y Desarrollo Sostenible (Enea), que en la década de los 90 fue casi pionera en trabajar en "plantibody ": anticuerpos para uso humano producidos a través de plantas modificadas.La suposición es que muchos de los tratamientos disponibles en la actualidad se basan en medicamentos biotecnológicos como los anticuerpos monoclonales (Mab) producidos por organismos celulares y no por síntesis química.Productos revolucionarios que han abierto nuevas formas de tratar enfermedades de difícil cura, pero con un alto costo, precisamente por su innovación pero también por el sistema de producción.Aunque las primeras patentes ya expiraron hace algunos años, el costo de un curso de terapia sigue siendo alto y, en consecuencia, no muy accesible, especialmente en países de bajos ingresos.¿Qué hacer entonces?Las plantas pueden ayudar.En particular, precisamente, el "cultivo molecular" que permite obtener anticuerpos y otras sustancias terapéuticas como enzimas y vacunas, de forma sencilla y a costes asequibles.El uso de plantas para producir biomoléculas útiles para el ser humano tiene, de hecho, “buenos rendimientos, tiempos de producción reducidos y costes más bajos”, explica Eugenio Benvenuto, director del laboratorio de biotecnología de Enea.Las plantas también están libres de contaminantes potencialmente patógenos para los humanos, como endotoxinas, virus, priones y bacterias.Por otro lado, los virus de las plantas no infectan a los humanos, característica que los lleva a estar exentos de los riesgos asociados a los sistemas de producción de origen animal.Las "fábricas verdes" se activan gracias a vectores adecuados, modificados e inocuos, que portan el gen capaz de expresar la proteína deseada.Cuando la planta es “infectada” por el vector, comienza a sintetizar la nueva molécula para uso humano.Y el rendimiento es casi ilimitado si se piensa que, una vez creada la primera planta transgénica, basta con cultivar tantas como se necesiten para obtener la cantidad necesaria de producto farmacéutico.A diferencia de los sistemas tradicionales que utilizan bacterias (células procariotas) o células de mamíferos, insectos y levaduras (células eucariotas), que tienen un tamaño limitado.Los costos también son significativamente más bajos porque el cultivo de plantas requiere muchos menos recursos que un fermentador bacteriano u otro cultivo celular.La primera confirmación de que las proteínas humanas podían expresarse en plantas manteniendo su actividad farmacéutica se produjo en 1989, con la producción de un anticuerpo humano ensamblado correctamente en una planta de tabaco transgénica.Este éxito fue seguido por la expresión de partículas similares a virus (Vlp) de la hepatitis B, derivados de anticuerpos más complejos, como la inmunoglobulina A secretora (sIgA) y proteínas inmunogénicas orales.Al mismo tiempo, se utilizaron algunos vectores derivados de virus de plantas para expresar antígenos derivados de la fusión con la cubierta proteica del virus.La elección de la planta a utilizar no es casual.Una de las especies más utilizadas como biorreactor es Nicotiana benthamiana, pariente de la planta de tabaco originaria de Australia, elegida porque tiene un crecimiento rápido, es particularmente favorable a la infiltración y parece tener un sistema de silenciamiento de ARN defectuoso.La planta permite obtener un rendimiento que puede alcanzar hasta un gramo de producto por kilogramo de hojas en 5-7 días aunque las cantidades dependan del tipo de proteína.La elección del transportista también tiene a sus espaldas estudios de larga data.El sistema de transferencia más común utiliza Agrobacterium tumefaciens, un ingeniero genético natural que ha cambiado radicalmente el sistema de “producción verde”.La agrobacteria vive en el suelo e infecta a muchas especies de plantas con la particularidad de transferir parte de sus genes a la composición genética de la planta una vez infectada.Benvenuto explica que “para obtener los productos farmacéuticos deseados se utiliza una planta modelo, Nicotiana benthamiana, que se cultiva y luego se sumerge en un caldo de cultivo que contiene una cepa de Agrobacterium tumefaciens.La bacteria provoca un síndrome llamado “collar gall”, debido a la transferencia de ADN bacteriano (plásmido Ti) al genoma nuclear de las células vegetales.De esta forma el patógeno hace que la planta -que no muere- produzca las proteínas que necesita, induciendo verdaderos tumores en las zonas infectadas.Hoy se han desarrollado vectores que explotan sólo la capacidad de transferencia pero no la que lleva a la génesis del tumor”.Se trata por tanto de vectores sin los genes que provocan la enfermedad, en los que se insertan genes exógenos (también llamados transgenes) que codifican biomoléculas de interés, que de esta forma penetran en el interior de la célula vegetal.“En detalle, para garantizar que la agrobacteria - continúa Benvenuto - penetre en cantidades adecuadas en todos los tejidos de la planta, creamos un vacío profundo, que hace que las plantas reciban la bacteria en los espacios intercelulares.En una segunda fase dejamos crecer las verduras en invernaderos especiales durante unos días -una semana como máximo- y finalmente recolectamos las hojas, de las que se extrae la molécula de interés.La ventaja es que tanto el costo como el tiempo requerido para la producción de las moléculas son competitivos con el actual proceso farmacéutico utilizado”.Sin embargo, la secuencia introducida no es heredable, por lo que es necesario infiltrar varias plantas al mismo tiempo.Alternativamente, también se han desarrollado otros enfoques que implican el uso de cultivos de plantas como zanahoria o células de tabaco BY-2.Estrategias que ofrecen la ventaja de controlar las condiciones de crecimiento y tienen más en común con los sistemas tradicionales de producción farmacéutica, como los cultivos de células de mamíferos, insectos y levaduras;pero por otro lado tienen costos más altos que las técnicas agronómicas en invernaderos controlados.El anticuerpo es sin duda la molécula más producida por plantas modificadas.“Anticuerpos monoclonales dirigidos contra diferentes tipos de cáncer se han expresado de forma efcaz en sistemas vegetales”, explica Marcello Donini, investigador del laboratorio de biotecnología de Enea.“Uno de los primeros ejemplos de producción de anticuerpos anticancerígenos recombinantes es una inmunoglobulina dirigida contra el marcador tumoral Cea (antígeno carcinoembrionario) producido en plantas de tabaco.Otros ejemplos son el anticuerpo TeraCIM específico para el receptor del factor de crecimiento (EGF-R) o un anticuerpo para el tratamiento del linfoma no Hodgkin para su uso como vacuna 'idiotípica' personalizada.Entre las aplicaciones en terapia humana, los anticuerpos también pueden ser utilizados para combatir enfermedades infecciosas de origen viral, bacteriano o fúngico, representando una alternativa válida a los medicamentos tradicionales”.Además, hace unos años Enea participó en la red europea Pharmaplanta (proyecto integrado del Sexto Programa Marco) que dio lugar a la producción de un anticuerpo producido en plantas de tabaco, capaz de neutralizar el virus del VIH, que ha mostrado resultados prometedores, llegando a la fase de ensayo clínico en humanos.“Era un anticuerpo capaz de unirse al virus del VIH, utilizado como inmunoterapia preventiva, que tiene una efectividad moderada”, destaca Benvenuto.“También trabajamos en un anticuerpo monoclonal dirigido contra el marcador tumoral tenascina-C (un antígeno asociado a tumores) y uno con actividad antifúngica, utilizando un sistema de expresión 'transitorio', que permite obtener altos niveles de anticuerpos completos en poco tiempo sin necesidad de utilizar plantas modificadas genéticamente.El ciclo de producción también se circunscribe a los invernaderos de contención, evitando cualquier contacto con el medio exterior.Los datos obtenidos han sido publicados en importantes revistas del sector de la biotecnología vegetal.Un flon de investigación actual se centra en una inmunocitocina para el tratamiento del linfoma no Hodgkin -continúa-, una molécula compleja compuesta por una sola cadena polipeptídica que reúne la parte del anticuerpo más la parte de la citoquina.La inmunocitoquina que obtuvimos se deriva principalmente de trastuzumab, un Mab antitumoral cuya patente ha expirado, por lo que pudimos usar su secuencia ahora conocida, construyendo un gen sintético que también incluía interleuquina humana (IL-2).La ventaja de la molécula recombinante es que transporta mucho mejor la interleucina 2 en el tumor diana, porque el ligante trastuzumab identifica las células sobre las que actuar.Nuestra otra área de investigación, nuevamente con respecto a los anticuerpos, está dirigida a la inmunoprevención contra la cándida.La candidiasis es un problema nosocomial de gran importancia, por lo que en colaboración con el Instituto Superior de Salud (Iss) hemos diseñado unos anticuerpos para producir una IgA sintética que funciona mejor que un anticuerpo monoclonal anti-cándida: en concreto hemos desarrollado un anticuerpo directo contra los beta-glucanos (polisacáridos presentes en la pared celular de los hongos), que posteriormente fue manipulado hasta moléculas incluso complejas como la IgA secretora.Las moléculas de anticuerpo constan de dos cadenas, una ligera y otra pesada.Para que la planta los produzca, se deben introducir dos genes para la síntesis de dos cadenas polipeptídicas que posteriormente deben autoensamblarse.Dado que los sistemas vegetales también son capaces de producir moléculas complejas como la IgA secretora, formada por cuatro polipéptidos ensamblados entre sí, para una mayor facilidad de expresión hemos diseñado las moléculas creando anticuerpos recombinantes.Hoy, mediante técnicas de ADN recombinante podemos crear nuevos formatos, no existentes en la naturaleza, como los anticuerpos recombinantes monocatenarios, que son moléculas totalmente sintéticas que mantienen la capacidad de unión pero que son más fáciles de producir por cualquier sistema celular”.Además de los anticuerpos, las plantas se explotan para producir subunidades de vacunas, partículas similares a virus, enzimas terapéuticas e incluso toxinas.Hoy en día, los medicamentos en ensayos clínicos son diferentes.Pasamos de las vacunas desarrolladas por Icon Genetics a un fármaco para el tratamiento de la caries, el CaroRX desarrollado por Planet Biotechnology, que recientemente obtuvo la aprobación europea como dispositivo médico en la prevención de la caries.“Existe la posibilidad de producir antígenos con fines de vacunación -prosigue Benvenuto-, pero es aún más complicado debido al largo camino de ensayos clínicos que subyacen a la aprobación.Mediante ingeniería de proteínas hemos montado en la superficie de virus vegetales epítopos de virus de la gripe, VIH, etc.y luego las probamos en diferentes modelos animales: obtuvimos buenas respuestas y estamos seguros de que serían formas seguras de desarrollar nuevas vacunas.Sin embargo, proceder en este sector es difícil: vacunas que ya han sido establecidas por su seguridad están teniendo grandes dificultades de aceptación, imagino que no iría mejor con biofármacos derivados de plantas.Sin embargo, nuestro laboratorio sigue trabajando en el virus del papiloma humano (Hpv 16)”.Hoy en día, el único fármaco de origen vegetal para uso humano en el mercado es Elelyso, una enzima (taliglucerasa alfa) derivada de la zanahoria, que compensa la deficiencia de la enzima glucocerebrosidasa en la enfermedad de Gaucher, una rara patología genética recesiva del metabolismo de los lípidos.El fármaco desarrollado por Protalix biotherapeutics, una empresa israelí, fue aprobado en 2012 por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) y se produce a partir de cultivos de zanahoria.Elelyso está aprobado en Estados Unidos e Israel desde 2012, en Brasil y Canadá desde 2013 y 2014 respectivamente. Otro ejemplo exitoso fueron los diez millones de dosis de la vacuna contra la influenza H1N1 producidas en un mes por Medicago, una empresa estadounidense, en colaboración con el Pentágono.La emergencia desencadenada tras la gripe porcina de 2009 subrayó cómo el sistema tradicional de producción de vacunas era inadecuado para hacer frente a situaciones similares.Entonces, Medicago decidió explotar las plantas, y en particular la velocidad del sistema de expresión transitoria, para producir una vacuna contra el H1N1 basada en las partículas similares a virus de la influenza.Las vacunas fueron bien toleradas en todas las dosis y los estudios de inmunogenicidad revelaron una respuesta definitiva a la dosis.Posteriormente, otros estudios también confirmaron la eficacia de las vacunas mono y tetravalentes que mostraron una fuerte respuesta de anticuerpos contra la influenza.No menos importante en 2014, luego del brote de ébola en África, dos médicos infectados en Liberia y otras quince personas fueron tratados con compasión en los Estados Unidos con un cóctel de anticuerpos monoclonales producidos en plantas de tabaco.El fármaco Zmapp desarrollado por Mapp Biophamaceuticals y LeafBio (EE. UU.) en colaboración con Defyrus (Canadá), el gobierno de EE. UU. y la agencia de salud pública canadiense, aún se encuentra en fase experimental y aún no ha sido aprobado por el organismo estadounidense: los resultados de el primer estudio clínico realizado en humanos en 2016 mostró una buena tolerabilidad de Zmapp y una reducción del 40 % en el riesgo de mortalidad en el grupo tratado en comparación con el control, aunque la diferencia no fue estadísticamente significativa.También en este caso, parte de la investigación de la empresa californiana fue financiada por el Departamento de Investigación del Ministerio de Defensa estadounidense (Agencia de proyectos de investigación avanzada de defensa, Darpa), lo que sugiere, confirmando lo que afirman los investigadores, que la producción en la planta también puede ser útil en caso de bioterrorismo o para responder rápidamente a una pandemia.Sin embargo, a pesar de los datos alentadores, las empresas todavía parecen desinteresadas.Probablemente porque la "revolución verde" exigiría una modernización de los sistemas de producción celular con una inversión que no todos sienten que pueden afrontar sin un cierto retorno.Pero no solo.Otra limitación proviene del sistema regulatorio.La estandarización y las Buenas Prácticas de Manufactura (BPM) son requisitos indispensables para la comercialización de un producto, que por el momento la “agricultura molecular” no puede garantizar.La variedad de plantas y sistemas de producción que se pueden utilizar para el desarrollo de biofarmacéuticos de origen vegetal representan un problema regulatorio, por lo que será fundamental establecer bases firmes y crear reglas en el sector.“Es una especie de revolución copernicana -concluye Benvenuto- que, como todas, irá cuesta abajo, pero por ahora, por parte de las grandes farmacéuticas, no hay el menor interés en invertir en nueva tecnología.De hecho, muchas pequeñas empresas que estaban haciendo un excelente trabajo fueron compradas (como Icon Genetics por Bayer) sin continuar con el trabajo de investigación.Hay muchos productos en fase de investigación que llegan a las patentes pero luego se paran porque no hay patrocinadores.El camino parece mucho más fácil para los dispositivos médicos o los anticuerpos de diagnóstico, sin embargo, porque los requisitos para llegar a la comercialización son menos exigentes que la aprobación de un biofármaco”.La manipulación de imágenes se ha convertido en el método más popular de mala conducta en la investigación.Un caso en particular provocó recientemente un debate porque puede haber engañado a la investigación del Alzheimer y desperdiciado millones de dólares públicos.Según cifras del Instituto Superior de Protección e Investigación Ambiental (Ispra), en 2020 se produjeron 232 mil toneladas, de las cuales cerca de 208 mil fueron residuos peligrosos, la mayoría producidos en las regiones del norte.Estrategias para reducir el impactoAboutPharma es una marca de HPS SrlMilán: Piazza Duca d'Aosta, 12 - 20124 Tel +39 02 2772 991 (domicilio social) Roma: Palazzo Marignoli, Piazza di San Silvestro, 8 - 00187 www.aboutpharma.com - info@aboutpharma.com - PEC hps.srl @legalmail.itHe leído la política de privacidad y doy mi consentimiento para el almacenamiento de mis datos, tal y como establece el reglamento europeo de protección de datos personales n.679/2016 (GDPR), para información sobre los servicios de www.aboutpharma.it