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El Incalculable Valor de la Vacunación

Las vacunas constituyen una de las medidas sanitarias que mayor beneficio ha producido y sigue produciendo a la humanidad. Mediante ellas se ha conseguido erradicar la viruela, y prácticamente la poliomielitis en el mundo. Se reducen enormemente los casos de sarampión, tosferina, difteria o tétanos entre otras muchas, reduciendo así la mortalidad y morbilidad.Fig1_vacunacion

La importancia de la vacunación radica en que las vacunas no sólo benefician a las personas vacunadas, sino también a las no vacunadas que son susceptibles de contraer la enfermedad. Es lo que se denomina efecto rebaño: si vacunamos a las partes más susceptibles, también conseguimos que las poco susceptibles tengan aún menor probabilidad de padecerla.

La primera vacuna conocida fue desarrollada por Edward Jenner. Por sabiduría popular se conocía que las vaqueras que ordeñaban las vacas apenas enfermaban cuando había una epidemia de viruela vacuna. Jenner intuyó que este hecho podía llevarse a la práctica e introdujo el virus procedente de la pústula de una ordeñadora a un niño de ocho años en 1796. En 1979 fue erradicada de la faz de la Tierra la viruela, según la OMS. Con la vacuna antirrábica de Pasteur de 1885, pasando por la vacuna anticolérica de Ferrán en el mismo año o la vacuna contra la peste en 1892 por Haffkine, se fue creando poco a poco todo lo que hoy son beneficios incuestionables, siendo la vacunación uno de los grandes avances de la salud pública mundial.

Aunque se erradicó la viruela en los años 70 y la poliomilielitis se espera erradicar pronto, hoy en día se estudian otros patógenos como el HIV, la malaria o la tuberculosis. Para hacerles frente se usan técnicas sofisticadas como la vacunología inversa y se avanza en el conocimiento sobre los procesos inmunológicos para ver el potencial de protección de las vacunas. En el futuro también se esperan vacunas terapéuticas efectivas para el cáncer o enfermedades infecciosas crónicas, en las que el antígeno no es capaz de crear la suficiente respuesta inmune. En este último caso no se persigue como antes un antígeno que estimule el desarrollo de una respuesta inmunológica, como el antígeno real sin ser dañino para el organismo, sino que se busca que el antígeno sea mejor que el real para inducir la inmunidad.

A pesar de los grandes beneficios que produce la vacunación hay obstáculos en cuanto a su uso. Entre ellos se encuentran la falta de información y el temor a las reacciones adversas. Por ello la población debe saber lo segura que es una vacuna y cómo ésta puede reducir la morbilidad y mortalidad. Para ello se necesitan campañas de información y movilización social ya que las vacunas han sido una importante vía de prevención de enfermedades infecciosas en las últimas décadas del siglo XX, previniendo gran parte de las muertes anuales en el mundo.

En el futuro, gracias a las nuevas técnicas de ingeniería genética que permiten aumentar notablemente su seguridad, reducir las reacciones adversas y aumentar su eficacia, se conseguirán erradicar mayor número de enfermedades, reduciendo la mortalidad en enfermedades como el SIDA o la malaria. Todo lo antes expuesto hace pensar en el gran avance que supone y  ha supuesto para la humanidad el uso de la vacunación y, por lo tanto, es incuestionable su valor.

Alicia Mata y Sandra Sánchez

Bibliografía:

 

 

Medicamentos Biotecnológicos y Biosimilares

¿Qué son?

Los medicamentos biotecnológicos se definen como “productos medicinales, terapéuticos, profilácticos o de diagnóstico in vivo, cuyo principio activo es de naturaleza biológica y son producidos por procesos biotecnológicos” [1]. Bajo esta denominación se engloban una gran variedad de moléculas orgánicas (Tabla 1).

Fig1_medicamentos_biotecnologicos

Tabla 1

Sus principales aplicaciones son el tratamiento de diabetes, hepatitis B y C, artritis reumatoide, esclerosis múltiple, enfermedad de Crohn, anemia, alteraciones de la hemostasia, enfermedades neurológicas y hematológicas, distintos tipos de cáncer avanzado o metastático y  trasplantes, aunque también presentan un uso potencial en terapia génica [1].

Los medicamentos biosimilares son productos medicinales de origen biotecnológico, semejantes en su estructura, función y fundamento clínico a otros medicamentos biotecnológicos cuya patente haya expirado. Se obtienen empleando nuevas líneas celulares, distintos procesos de producción y/o métodos analíticos diferentes a los del fabricante inicial, de modo que

Fuente: Centre d’informació de medicaments de Catalunya [3].

Tabla 2. Fuente: Centre d’informació de medicaments de Catalunya [3].

son similares, pero no exactamente idénticos a los productos de referencia. También se les ha denominado biogenéricos, basándose en su analogía con los fármacos de síntesis química [3].

Actualmente en España está autorizado el uso de los medicamentos biosimilares que figuran en la Tabla 2.

Principales características de los medicamentos biotecnológicos

A diferencia de los fármacos de síntesis química tradicional, las moléculas obtenidas por procesos biotecnológicos suelen ser proteínas de alto peso molecular, con un tamaño que puede superar hasta 1000 veces al de las moléculas de síntesis química. Además, son mucho más complejas y normalmente menos estables, lo que disminuye su vida útil respecto a los productos de síntesis química [4,5]. Los fármacos biotecnológicos se obtienen mediante métodos de producción complejos, como los que se observan en la siguiente imagen:

Proceso de manufactura de medicamentos biológicos. Adaptado de Biosimilars of biological drug therapies [5]

Proceso de manufactura de medicamentos biológicos. Adaptado de Biosimilars of biological drug therapies [5]

Sin embargo, la diferencia fundamental entre las moléculas de síntesis química y aquellas obtenidas por procesos biotecnológicos es el riesgo de inmunogencidad inherente a estas últimas, debido a que se trata de moléculas biológicamente activas capaces de desencadenar  una respuesta inmune [4,5].

Biosimilares vs. Genéricos

Los medicamentos genéricos son fármacos que tienen la misma composición cualitativa y cuantitativa en principios activos y la misma forma farmacéutica que otro medicamento cuya patente ha caducado. Se trata de productos obtenidos por síntesis química, de modo que resultan copias exactas de los medicamentos de marca no sujetas a patentes.

Por otro lado, los medicamentos biosimilares son productos sintetizados de forma biológica y que, por tanto, no son idénticos al medicamento original. Esto se debe a que el proceso llevado a cabo para la obtención de un medicamento biotecnológico provoca que puedan darse diferencias en el producto final a nivel de la actividad del medicamento, o incluso, la aparición de determinados efectos adversos como la inmunogenicidad. Por este motivo, para que un medicamento biosimilar pueda ser autorizado, son necesarios análisis clínicos destinados a establecer la eficacia y seguridad en la práctica médica que no se requieren en el caso de los medicamentos genéricos [5,6].

Mª José Queipo García y Mateo Paz Cabezas

Bibliografía:

[1]  Pablo Matar. Biofármacos y Biosimilares. Revista argentina de reumatología. 2009; Nº3.
[2]  B. Dorantes Calderón, I.M. Montes Escalante. Medicamentos biosimilares. Controversias científicas y legales. Elsevier; 2010
[3]  CedimCat. http://www.cedimcat.info/
[4]  Veeda clinical research ® Biosimilars http://www.slideshare.net/veedaoptz/biosimilars-advantages-and-disadvantages
[5]  G. Dranitsaris, E. Amir, K. Dorward. Biosimilars of biological drug therapies. Springer International Publishing; 2011
[6]  Antonio Blázquez. Medicamentos biotecnológicos. Acadèmia de Ciències Mèdiques i de la Salut de Catalunya i de Balears; 2011

 

 

LA METABOLÓMICA COMO EVALUADOR DE MENTIRAS.

Lo que comemos tiene un elevado impacto en nuestra salud. Sin embargo, según los médicos, medir exactamente qué y cuánto ingerimos habitualmente es una tarea muy difícil ya que parece ser difícil obtener una respuesta sincera por parte de los pacientes.

Investigadores de las Universidades de Aberystwyth y Newcastle en el Reino Unido están desarrollando un test con el que con ayuda de las “huellas dactilares” de diferentes alimentos determinados en la orina pueden determinar exactamente si llevamos una dieta sana o todo lo contrario. Esas huellas dactilares responden a metabolitos únicos relacionados con determinados alimentos. Hasta el momento, éstas señas únicas han sido determinadas para lo que conocemos como “alimentos saludables” por ejemplo frambuesas, brócoli, salmón o zumo de naranja (alimentos muy abundantes en los supermercados de UK). Para mejorar el test están trabajando en integrar nuevos alimentos a la base de datos (tales como la pechuga de pollo cuya huella metabólica se muestra a continuación).

En el desarrollo de estos análisis se ha empleado la espectrometría de masas. En concreto la técnica de FIE-MS (flow injection electrospray-ionisation) en un primer estudio más general tipo screening (principalmente por el poco tiempo necesario para obtener resultados) y a partir de esos datos para validar los resultados (debido a la exactitud de masa) la técnica FT-ICR-MS (Fourier-Transform Ion Cyclotron Resonance Mass-Spectroscopy).

El proceso para determinar estas huellas no es sencillo. Comienza con una colecta de muestras de grupos perfectamente definidos todos ellos voluntarios, en este caso. Este periodo se alargó durante varios años y en ese tiempo con ayuda de estadística PD-CLA se confirmó la existencia de un buen agrupamiento de los diferentes tipos de orina (recogida a diferentes horas), para diferentes experimentos (diferente alimentación) y en diferentes condiciones lo que minimizaba riesgo de equivocación y fijaba más el concepto de huella. Una vez comprobado esto, la independencia del tipo de muestra, el siguiente paso estaba en identificar metabolitos únicos que pudiesen ser relacionados con la comida, tras pasar previamente por una identificación hipotética. Un ejemplo podría ser el dipéptido anserina que se encuentra abundantemente en la pechuga de pollo:

  1. Determinación de masa exacta por FT-ICR-MS del metabolito arsenina en pool de orina tomada en ayuno.
  2. Evaluación de la presencia del metabolito FIE-MS/MS en un pool de orina tomada en ayuno.
  3. Evaluación del espectro de masas típico de la anserina sintética.

Una vez identificados y caracterizados metabolitos típicos, por cambios en la dieta, se estudió si los metabolitos desaparecían a corto plazo y se podía “mentir” y hacer parecer que se lleva una dieta sana. La evaluación se realizó por modificaciones de los componentes del desayuno en grupos de voluntarios. Los resultados de días posteriores mostraron que los perfiles metabólicos de alimentos que se consumen habitualmente no desaparecen y son visibles en ensayos a tiempos largos.

Tanto médicos como dietistas, nutricionistas e investigadores creen que la evaluación de las dietas puede prevenir enfermedades relacionadas con tipos de alimentos y las cantidades de los mismos ingeridos. Y lo que es más, señalan la posibilidad de que este tipo de test pudiera convertirse en una herramienta contra las enfermedades crónicas. A más largo plazo, objetivo final es un kit de evaluación por inmersión de tiras en orina.

Marta Martín Lorenzo


Referencias

  • FAVE G, BECKMANN M, LLOYD AJ, ZHOU S, HAROLD G, LIN W, TAILLART K, XIE, L, DRAPER J, MATHERS JC (2011) Metabolomics7, 469-484. Development and validation of a standardised protocol to monitor human dietary exposure by metabolite fingerprinting of urine samples.
  • LLOYD AJ, FAVE G, BECKMANN M, LIN W, TAILLIART K, XIE L, MATHERS JC, DRAPER J (2011) American Journal of Clinical Nutrition94, 981-991. ‘Use of mass spectrometry fingerprinting to identify urinary metabolites after consumption of specific foods.’
  • LLOYD AJ, BECKMANN M, FAVE G, MATHERS JC, DRAPER J (2011) British Journal of Nutrition106, 812-824. ‘Prolinebetaine and its biotransformation products in fasting urine samples are potential biomarkers of habitual citrus fruit consumption.’




TRES AVANCES BIOTECNOLÓGICOS PARA PAÍSES CON BAJO ÍNDICE DE DESARROLLO

Según datos facilitados por la OMS, en los países de bajos ingresos, menos de una cuarta parte de la población llega a los 70 años y más de una tercera parte de los fallecimientos se produce entre los menores de 14 años. Los tres avances biotecnológicos que se describen a continuación buscan ayudar a países con un bajo índice de desarrollo y nos recuerdan que la ciencia debe estar al servicio de las necesidades humanas.

En la Universidad de Queensland, el profesor Mark Kendall y sus colegas han desarrollado una alternativa a la tradicional vacuna que prescinde de pinchazos, requiere una menor dosis y no necesita refrigeración. Este producto es conocido como nano-patch y promete cambiar el actual concepto de vacuna. Las dimensiones de nano-patch son inferiores a las de un sello de correos y posee 20.000 proyecciones por centímetro cuadrado. Estas proyecciones contienen la vacuna seca unida a carboximetilcelulosa u otro excipiente. Cuando el parche se adhiere a la epidermis, las proyecciones empujan las biomoléculas a través de la capa externa de la piel hasta las células diana. “En la actualidad, la mayoría de las vacunas se suministran en el músculo, que tiene pocas células del sistema inmune”, explica Mark Kendall . “Por el contrario, la piel es abundante en las células inmunes, lo que ofrece un gran potencial para las vacunas”. El Nano-patch ha encontrado solución a dos grandes inconvenientes que presenta el uso de vacunas inyectables en países en desarrollo: el requerimiento de profesionales de la salud para administrar las vacunas y la necesidad de una refrigeración adecuada a lo largo de la cadena de suministro.

Los dos siguientes avances nacen de la preocupación por el precario estado nutricional sufrido por gran parte de la población mundial. Cada día, millones de personas en el mundo ingieren tan sólo la cantidad mínima de nutrientes para mantenerse con vida. Cada noche, cuando se acuestan, no tienen la certeza de que tendrán comida suficiente al día siguiente. Esta incertidumbre acerca de cuándo comerán de nuevo, es llamada “inseguridad alimentaria”.

El arroz es el alimento básico para la mitad de la población del planeta. Pese a su gran aporte calórico, es deficiente en muchos nutrientes básicos para el organismo, entre los que cabe destacar el β-caroteno, precursor de la vitamina A. El Arroz Dorado ha sido desarrollado por investigadores de varios países europeos. Este arroz transgénico rico en β-caroteno, podría evitar miles de casos de ceguera y de otras enfermedades causadas por falta de vitamina A en la dieta, pero todavía no se ha aprobado su comercialización.

El maíz es el cultivo de primera necesidad más extendido en África, sin embargo, se ve muy afectado por frecuentes sequías, lo que lleva a rendimientos promedio casi siete veces inferiores a los de otros países desarrollados. El objetivo del denominado “maíz de eficiencia hídrica para África” (WEMA, por sus siglas en inglés) es la obtención de maíz resistente a sequías mediante fitomejoramiento convencional e ingeniería genética. Ha sido desarrollado por la Fundación para la Tecnología Agrícola de África, el Centro Internacional para el Mejoramiento del Maíz y el Trigo (CIMMYT), Monsanto y los sistemas nacionales de investigación agrícola de Kenia, Tanzania, Mozambique, Sudáfrica y Uganda. Está previsto que las variedades convencionales estén disponibles en torno a 2014, y las variedades transgénicas en el 2017.

Lorena Bordanaba


Bibliografía

  • Prow TW, Chen X, Prow NA, Fernando GJ, Tan CS, Raphael AP, Chang D, Ruutu MP, Jenkins DW, Pyke A, Crichton ML, Raphaelli K, Goh LY, Frazer IH, Roberts MS, Gardner J, Khromykh AA, Suhrbier A, Hall RA, Kendall MA. Nanopatch-targeted skin vaccination against West Nile Virus and Chikungunya virus in mice. (Small 2010)
  • Ye X, Al-Babili S, Klöti A, Zhang J, Lucca P, Beyer P, Potrykus I. Engineering the provitamin A (beta-carotene) biosynthetic pathway into (carotenoid-free) rice endosperm (2000 Science)
  • http://www.fao.org/index_es.htm




Extremocatálisis

En la industria química y farmacéutica, la síntesis de multitud de compuestos se lleva a cabo usando enzimas como catalizadores (campo de estudio denominado biocatálisis). Estas proteínas son capaces de actuar sobre un determinado sustrato y modificarlo específicamente para dar lugar al producto de interés. Frente a los catalizadores inorgánicos (generalmente metales), los biocatalizadores tienen multitud de ventajas, aunque también algunos inconvenientes. Uno de los principales inconvenientes a considerar es que llevan a cabo su función en medio acuoso, con lo cual no podrían actuar sobre sustratos que no sean solubles en agua pero sí en otros disolventes que desnaturalicen a la enzima (disolventes orgánicos). En este sentido, la reacción de interés podría requerir temperaturas o pHs a los cuales la mayoría de las proteínas proteína no son activas.

Figura 1.

Para solventar estos problemas surgió la idea de utilizar enzimas que fuesen más robustas a las condiciones desnaturalizantes del medio en el que se quiere emplearlas. En las dos últimas décadas se han hecho grandes avances al descubrir la posibilidad de la utilización de enzimas pertenecientes a los denominados organismos extremófilos (denominando a sus enzimas extremozimas). El término “extremófilo” hace referencia a aquellos organismos que han evolucionado para adaptarse a condiciones extremas del medio [2], tales como temperaturas muy altas (hipertermófilos) o muy bajas (psicrófilos), pHs extremos (acidófilos o basófilos) o alta concentración de sal (halófilos).

De las distitnas clases de extremofilos los hipertermófilos [1] son de especial interés biotecnológico ya que las enzimas que estos microorganismos poseen suelen soportar mejor, no sólo las altas temperaturas (por ejemplo proteasas usadas en detergentes [1]), sino también los medios orgánicos. Además, al ser capaces de realizar reacciones a temperaturas más elevadas, estas ocurrirán a mayor velocidad. Un ejemplo muy conocido de descubrimiento y utilización de una extremoenzima es la llamada Taq polimerasa perteneciente al organismo Thermus aquaticus (figura 2). Esta enzima que cataliza la síntesis de ADN utilizando una cadena molde, es principalmente utilizada en una técnica de amplificación de ADN denomiada PCR (polimerase chain reaction), en las cual hay ciclos de alternancia de temperaturas, que puede ascender hasta los 95 95ºC. El empleo de la Taq polimerasa en la PCR se debe a Kary Mullis.

Figura 2

Las enzimas de los organismos halófilos suelen tolerar altas concentraciones de sal. La alta salinidad reduce la actividad de agua [3], con lo cual las enzimas que resistan altas concentraciones de sal serían muy adecuadas para catalizar reacciones en medios orgánicos (e.g. ciertas deshidrogenasas se han investigado al respecto [2]). La biocatálisis en medio orgánico es un campo muy interesante de estudio, puesto que el uso de estos medios no sólo permite usar sustratos que no son solubles en agua, sino que además permite modificar las condiciones de equilibrio de la reacción y la especificidad de la enzima, dando lugar a vías para la síntesis de nuevos compuestos [3].

En cuanto a las enzimas de organismos que resisten pHs muy bajos, estas pueden emplearse en la recuperación de metales [1]. Para el caso de los medios extremadamente báicos, puede citarse el ejemplo de ciertas celulasas pertenecientes a organismos basófilos que se usan en la degradación de polímeros que requieren pHs altos.

Debido a la existencia de una gran diversidad de organismos hipertermófilos que aún no ha sido identificados y a la ingente cantidad de enzimas que posee cada uno de ellos, este campo de la biotecnología y de la biocatálisis requiere mayor investigación para conseguir aquellas enzimas que consigan catalizar las reacciones que deseemos, desde la síntesis de fármacos a nuevos materiales o su uso en procesos de biorremedación.

Iván Ayuso Fernández

Referencias

1 – Demirjian, D. et al. Enzymes from extremophiles. Current Opinion in Chemical Biology 2001, 5:144–151.

2 – van den Burg, B. Extremophiles as a new source for novel enzymes. Current Opinion in Microbiology 2003, 6:213–218.

3 – Sellek, G. et al. Biocatalysis in organic media using enzymes from extremophiles. Enzyme and Microbial Technology 25 (1999) 471–482.