ANGELA PINTO
Transcrição
ANGELA PINTO
VI CONGRESSO BRASILEIRO DE BIOSSEGURANÇA E VI SIMPÓSIO LATINO-AMERICANO DE PRODUTOS BIOTECNOLÓGICOS Avanços da biotecnologia em medicamentos: aspectos técnicos e éticos Biotechnology advance on GM drugs: technical and ethical aspects Ângela Lopes Pinto Especialista em Controle de Qualidade Avanços da biotecnologia em medicamentos 1 NOVO NORDISK Empresa dinamarquesa atuante na produção de insulinas desde 1923 •26 de abril de 2007 - Inauguração da Unidade Industrial Novo Nordisk, em Montes Claros Avanços da biotecnologia em medicamentos 2 Introdução ao tema • Fundamento e conceito teóricos – Engenharia genética como a área do conhecimento que busca solução de problemas tais como infertilidade, doenças, produção de alimentos, disposição de resíduos e melhoramento das espécies – Inseminação Artificial, Clonagem, Fertilização In Vitro, hibridização das espécies ou genética molecular Avanços da biotecnologia em medicamentos 3 Introdução ao tema • Aplicação – Procedimentos de rDNA envolvendo bactéria e fragmento de DNA doador traduzível em proteína tem permitido ampliar a disponibilidade de medicamentos importantes como Insulina (diabetes), Interferon (para infecções virais e algumas formas de câncer) e Hormônio do Crescimento. – Estas substâncias anteriormente tinham sua disponibilidade limitada (quantidade) em função das fontes primárias. – Técnica PCR (Kary Mullis – 1983) permitiu a reprodução de pequenos segmentos de DNA Avanços da biotecnologia em medicamentos 4 Avanços da Biotecnologia e medicamentos • Os geneticistas estimam que 2000 a 5000 genes são a causa ou levam à uma predisposição, de várias doenças. • Estimados 20 anos (pesquisa) ANTES (O ACASO) • Alexander Fleming & Penicilina(1928) AGORA (O FOCO) • Tecnologia rDNA utilizada com fragmentos de material genético e assegurando o acesso a proteínas enzimas e outras moléculas biológicas – Medicamentos serão mais seguros, poderosos e seletivos do que já foram antes. – Uso do “arquivo genético" – Receptores de Serotonina Prozac para determinar com antecedência quando – Receptores de Histamnia Tagamet e Zantac estaremos mais ou menos aptos a responder à uma – Proteínas e enzimas na superfície da célula e citoplasma (não determinada medicação. direcionado ao gen) – Tecnologias digitais utilizadas • Estudos na avaliação dos dados de – Apoproteína E (Alzheimer) pesquisa, e para determinar como os pacientes deverão – Enzima Farnesyl Transferase (Câncer de colón) ser tratados. Avanços da biotecnologia em medicamentos 5 Evolução do Insumo Cristais de Insulina • Insulina – Insulina é o hormônio responsável pela redução da glicemia (taxa de glicose no sangue), ao promover o ingresso de glicose nas células – Consumo de carbohidratos, síntese de proteínas e armazenamento de lipídeos – Pâncreas endócrino (Langerhans) – Diabetes mellitus (acúmulo de glicose no sangueAvanços e na da biotecnologia em medicamentos urina células famintas) 6 Evolução do Insumo Cristais de Insulina • Estrutura – Polipeptídeo de estrutura química plenamente conhecida, e pode ser sintetizada a partir de diversos animais. Mais recentemente, surgiram os medicamentos análogos de insulina, que são moléculas de insulina modificadas em laboratório. – Possui 51 aminoácidos e é uma das menores proteínas conhecidas. A insulina bovina difere da humana em três resíduos de aminoácidos enquanto que a suína, em um resíduo. – Formada por duas cadeias α e β ( 51 aminoácidos) unidas por duas pontes dissulfeto (α7 e β7, α20 e β19). Uma terceira ponte de dissulfeto na cadeia α liga os resíduos α6 e α11. Avanços da biotecnologia em medicamentos 7 Insumo s Medicamentos Avanços da biotecnologia em medicamentos Química de Proteínas Insulina Suína Atamente Purificada Insulina rDNA (patente FDA) Análogo de ação rápida (FDA) Análogo de ação lenta (FDA) Insulina Suína Insulina Monocomponente 1946 1ª Insulina ação prolongada (NPH) Insulinas Lentas 1ª Proteína seqüenciada Impurezas & Anticorpos Biotecnolog ia 2005 1999 1982 1974 1973 1967 1960 1955 1953 1940 1936 1930 1ª Mistura em seringa 1ºs Processos de Purificação 1ª Insulina ação prolongada (Protamina) 1926 1922 1º Paciente tratado 1ª Proteína cristalizada 1921 Banting & Best Evolução do Insumo & Preparações de Insulina 8 Avanços na Biotecnologia & Vacinas • Vacinação antes da biotecnologia – O processo consiste em injetar na pessoa, o m.o. morto ou atenuado, com conseqüente produção de anticorpos como resposta do sistema imunológico do indivíduo. Esta prática sempre tem o risco da introdução de patogênicos virulentos, vivos na vacina ou mesmo um erro no processo de produção. Pesquisas demonstraram que a superfície externa do microorganismo é que serve como ANTÍGENO no estímulo à formação do anticorpo. • Vacinação após a biotecnologia – Utilizando a técnica é possível transferir os gens da capa protéica de patogênicos para um microorganismo inofensivo e usá-lo como vacina contra uma doença em particular. Avanços da biotecnologia em medicamentos 9 Avanços na Biotecnologia & Vacinas • A tecnologia do rDNA representou um grande avanço para esse método, pois permite inserir no DNA de um microrganismo dado -- o vírus da varíola bovina -- o gene que codifica a produção do componente bioquímico causador da imunidade de outro microrganismo. O vírus geneticamente alterado pode então ser injetado em seres humanos e estimular a produção de anticorpos contra ele mesmo e contra o agente infeccioso cujo gene foi a ele incorporado. Essa técnica permitirá que o vírus da varíola bovina, acrescido de fragmentos genéticos dos principais agentes infecciosos, atue como uma vacina viva contra diversas doenças. Avanços da biotecnologia em medicamentos 10 Avanços na Biotecnologia & Vacinas • Vacina Contra Hepatite B – Historicamente a vacina contra hepatite B foi desenvolvida a partir de plasma de doadores contendo o vírus B, sendo que o mesmo era inativado durante o processo de fabricação da vacina. – Atualmente, por meio da engenharia genética, é possível fazer a identificação e a clonagem molecular do genoma do vírus (HBsAg), tornando possível a produção de uma nova vacina. – Estudos comparativos entre a vacina derivada de plasma e a vacina rDNA mostraram que a qualidade dos anticorpos produzidos tanto do ponto de vista de afinidade quanto de especificidade é semelhante. Avanços da biotecnologia em medicamentos 11 Avanços da biotecnologia em medicamentos 1904 1909 1936 Vacina Obrigatória Vacina BCG Febre amarela O. Cruz I.Pasteur Bacterianas & Virais Último caso de polio 1989 1980 Campanha Polimielite BR BR 1980 Mundo sem varíola OMS OMS Salker & Sabin Theiler & Smith 1971 1885 Vacina para Raiva L.Pasteu r América sem Varíola 1804 Vacina no Brasil M.Barbacena 1949 1801 Vacinados (EUA/EUR) Polimielite 1799 Vacinado (1 ano) Pedro I 1942 1798 Cowpox vaccination E. Jenner Vacina Tríplice S XII Variolização Egito Bonaparte e Jefferson S XI Pó de casca da ferida China Evolução no preparo de vacina Biotecnolog ia 12 Ação: produtos obtidos por tecnologia rDNA Análogos Construção LISPRO Ação Rápida Apresenta inversão dos aminoácidos prolina e lisina nas posições B28 e B29. Tem início de ação em 15 minutos, pico em 1 hora e duração de 3 a 5 horas. É duas vezes mais rápida no início de ação, produz o dobro de pico de concentração de insulina e tem metade da duração da insulina regular, sendo eficaz em reduzir as elevações da glicemia pós-prandial. ASPART Ação Rápida A molécula sofreu substituição da prolina da posição B28 por ácido aspártico, o que gera meia-vida um pouco mais longa. Apresenta baixa variabilidade farmacocinética e farmacodinâmica (mais previsível). Permite o controle glicêmico por 24 horas, atua reduzindo a glicemia pós-prandial. Reduz o risco de hipoglicemia noturna grave. Glargina Ação Lenta Na cadeia A21, a asparagina é substituída pela glicina para aumentar a estabilidade da molécula e duas moléculas de argininas são acrescentadas na posição B31 e B32. O início de ação é mais lento, com efeito mais prolongado, estável e picos pouco pronunciados. Uma molécula de ácido graxo foi adicionada a estrutura da molécula de insulina, de forma a permitir ligação à albumina plasmática. Seu mecanismo de ação assegura um perfil farmacocinético contínuo, sem os picos característicos de Insulinas convencionais. A liberação é lenta e continuada por 24 horas. Apresenta baixo risco de hipoglicemia diurna e noturna, e o pH da formulação reduz a dor durante a aplicação. Avanços da biotecnologia em medicamentos 13 DETEMIR Ação Lenta Comparação: Insulinas Humana, Aspart e Determir Insulina Humana Nativa Insulina Aspart (Ação rápida) Insulina Detemir (Ação lenta) A1 . A21 B1 A1 B30 A21 AspB28 B30 B1 A1 B1 Avanços da biotecnologia em medicamentos A21 B29 14 Ação: produtos tradicionais e produtos rDNA INS/PREP. LisproÇÃO DURA INÍCIO PICO 10-20 min 1-3 hs 2-4 hs Aspart 10-20 min 1-3 hs 3-5 hs Regular 30-60 min 2-4 hs 5-8 hs NPH 1-2 hrs 5-7 hs 8-14 hs Lenta 1-3 hrs 4-8 hs 8-14 hs Ultralenta 2-4 hrs 8-10 hs 8-36 hs Glargina 2-4 hrs Sem pico 24 hs Detemir 1-2 hrs 3- 4 hs 24 hs Avanços da biotecnologia em medicamentos 15 Ação: produtos tradicionais e produtos rDNA NPH (Protaphane) Bifásica (PenMix) Regular (ActRapid) Avanços da biotecnologia em medicamentos Bifásica (NovoMix) Regular (NovoRapid) 16 A insulina aspart • Análogo de insulina de ação rápida. • Exibe características de ligação ao receptor de insulina equivalentes à insulina humana. • Controle glicêmico mantido por 24 horas • Redução da glicemia pós-prandial (perfil superior à Insulina Humana) • Redução do risco de hipoglicemia noturna grave • Redução da HbA1c, (estudos com diabetes tipo 1 e 2) • Aumento de flexibilidade para o paciente Avanços da biotecnologia em medicamentos 17 Levemir ou Detemir • Insulina análoga de longa duração • Sem picos • Molécula de ácido graxo na estrutura da molécula de insulina • Ligação à albumina plasmática • Liberação lenta e continuada por 24 horas • Pode ser usada em diabetes tipo 1 e 2 • Estudos em pacientes tipo 1 mostrou diminuição significativa da glicemia de jejum, comparada à insulina NPH • Controle de HbA1c similar à NPH • Risco reduzido de hipoglicemia diurna e noturna • pH neutro; menos dor na aplicação Avanços da biotecnologia em medicamentos • Estrutura não disponível na EP/USP 18 Avanços da biotecnologia em medicamentos • ÉTICA & QUALIDADE – Requerimentos & regulamentação relacionados a Biotecnologia • • • • • FOCO: Cristais de Insulinas EP Europeean Pharmacopoeia (monografias) USP United States Pharmacopeia (monografias) Requerimentos internacionais Requerimentos locais (N/A) – Requerimentos & regulamentação relacionados a qualidade do medicamento • • • • FOCO: Preparações de Insulina EP Europeean Pharmacopoeia (monografias) USP United States Pharmacopeia (monografias) Requerimentos locais e internacionais (BPF, GMP, etc) Avanços da biotecnologia em medicamentos 19 Avanços da biotecnologia em medicamentos Qualidade USP Insulin monograph (bovine or porcine) EP USP EP Insulin Human monograph (enzymatic modification or rDNA synthesis) USP Insulina Insulin Lispro (rDNA synthesis) EP USP Insulin Aspart EP (rDNA synthesis) USP EP <1048> Quality of Biotechnological Products: Analysis of expression construction in cells used for production of rDNA derived protein products USP EP <1049> Quality of Biotechnological Products Avanços da biotecnologia em medicamentos 20 Avanços da biotecnologia em medicamentos - Técnico Other sources listed in the Map PRODUCTS OF rDNA TECNOLOGY Definition Production (Cloning and expression) Validation of the production process INSULIN CRYSTALS Master cell bank Working cell bank Extraction and Purification Removal of vector, host cell, etc Characterisation of the substance Monograph, specification Production consistency AA composition, purity, Host cell derived protein, residual DNA Hybridisation analysis General Chapters USP 1048, 1049 INSULIN Sequence independent techniques INSULIN PREPARATIONS Production (Monograph) Protein free from the GM organism and residue of genetic material Avanços da biotecnologia em medicamentos § 2°, do Art. 3° da Lei 11.105/05 21 Avanços da biotecnologia em medicamentos • Perguntas e Respostas Avanços da biotecnologia em medicamentos 22