Paulo Lee Ho - IPD
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Paulo Lee Ho - IPD
20 Encontro Nacional de Inovação em Fármacos e Medicamentos Seção Técnica A5 - Vacinas e Doenças Negligenciadas Desafios no desenvolvimento de vacinas no Brasil: o que fazer? Paulo Lee Ho Centro de Biotecnologia Instituto Butantan [email protected] 2008 Instituto Butantan Instituto Butantan: Maior produtor de soros e vacinas da América Latina Produz anualmente entre 150-180 milhões de vacinas Produz 250-300 mil ampolas de soro Principais vacinas: em produção Tríplice (DPT – Difteria, pertussis e tétano) BCG Hepatite B (primeira vacina recombinante no Brasil) Vacina da raiva celular para uso humano Brasil, país em desenvolvimento - problemas em 1984 - Programa de Autosuficiência em Imunobiológicos - Conceito de qualidade (ISOs, cGMP) - Criação do Centro de Biotecnologia em 1985 (autosuficiência não se resolve somente com aumento de produção mas também com desenvolvimento de tecnologia) -Personagens importantes (contratação de Lideranças Científicas) - problemas em 2003, situação melhor que 1984! - problemas maiores em 2010 se não pensarmos em novas soluções) PLoS Neglected Tropical Diseases PLoS Neglected Tropical Diseases is an open access journal devoted to the pathology, epidemiology, prevention, treatment and control of the neglected tropical diseases (NTDs), as well as public policy relevant to this group of diseases. The NTDs are defined as a group of poverty-promoting chronic infectious diseases, which primarily occur in rural areas and poor urban areas of low-income and middle-income countries. They are poverty-promoting because of their impact on child health and development, pregnancy, and worker productivity, as well as their stigmatizing features. Protozoan Infections Amebiasis Balantidiasis Viral Infections Chagas Disease Dengue Giardiasis Japanese encephalitis Human African Trypanosomiasis Jungle yellow fever Leishmaniasis Other arboviral infections Helminth Infections Rabies Taeniasis-Cysticercosis Rift Valley fever Dracunculiasis Viral hemorrhagic fevers Echinococcosis Food-borne Trematodiases Loiasis Lymphatic Filariasis Onchocerciasis Schistosomiasis Soil-transmitted Helminthiases (Ascariasis, Hookworm Diseases, etc) Toxocariasis and other Larva Migrans Bacterial Infections Bartonella Bovine Tuberculosis in Humans Buruli Ulcer Cholera Enteric pathogens (Shigella, Salmonella, E. coli) Leprosy Leptospirosis Relapsing Fever Trachoma Treponematoses (Bejel, Pinta, Syphilis, Yaws) Fungal Infections Mycetoma Paracoccidiomycosis Ectoparasitic Infections Scabies Myiasis "Doenças de Pobres" "Doenças que a Big Farma não está interessado" Mercado pequeno, baixo lucro, mal pagador Neglected or not neglected, em geral, problemas tecnológicos comuns Real killers: influenza, hepatitis, rotavirus, papilloma virus, malaria, HIV, tuberculosis, acute respiratory diseases, diarrhea heart disease, cancer, diabetes dengue, leishmania O nosso compromisso (missão pública): Além da prova do princípio, os projetos devem resultar em vacinas de baixo custo que possam ser usados pela população em geral através do sistema público de saúde. Radical Innovations: Necessary but also costly and of high risk Science 306: 1138-1139, 2004 Science 303: 316, 2004 Cox-2 inhibitors Centro de Biotecnologia: Prospection – Development – Production (Bench) (Scale-up) (GMP/Production) Não entendo porque o processo de scale up não funciona... Radical Innovations over time: (1820-1880), (1880-1930), (1930-1960), (1960-1980), (1980-1993) Research Policy 30: 535-588, 2001 Foccus on Recombinant DNA and monoclonal antibodies Nature Biotechnol 22: 1513, 2004 erythropoietin erythropoietin G-CSF G-CSF Insulin Interferon Interferon TNFR (antag.) erythropoietin erythropoietin Sales potential Nature Reviews Drug Discovery 3: 383, 2004 Trends in Biotechnology 22: 406, 2004 Monoclonal antibodies Nature Reviews Drug Discovery 3: 383, 2004 Tempo de maturação é longo, média de 10 anos e são os processos são continuados: Gripe sazonal/pandêmica (2000) Planta Piloto (1998-2007) Surfactante pulmonar (2000) Planejamento, parcerias, recursos construção, recursos contração de pessoal, marcos regulatórios (CTNBio, ANVISA), importação de equipamentos, insumos, testes experimentais, validação dos equipamentos, validação dos procedimentos, etc Começar agora para daqui a 10 anos! To decide what to do, we need: - Qualified PhDs (some specialists and some generalists) - Demand of the public health sector (epidemiology) - Product market knowledge - Planning - Intelectual property and patents - Free and good research at the Division of Basic Science Ambiente Favorável What kind of Institution makes innovation? - Production Division (knowledge of how to do)(INDUSTRY/academia) - Research Division (knowledge)(ACADEMIA/INDustry) Importance of qualified human resources! Can we just buy a molecular biology machine and the innovation problem is solved? Equipments, engines, they do not innovate. Qualified person innovates! Multifactorial aspects, but one is central: Qualified human resource Academia - Idéias, conhecimento, conceitos Indústria - Transformação de idéias, conhecimento, conceitos - Pessoal qualificado (Doutores, pesquisadores) Indústria - Lógica do mercado Mercado é amoral - Indústria ? O Estado tem que impor limites - moral - preços, quebra de patentes Mercado de imunobiológicos/biológicos é diferente de automóveis, relógios Falta de acesso a imunobiológicos/biológicos mata, influencia a saúde do vizinho, infecta o vizinho - moral Vacina de HPV a US$120/dose - lógica do mercado, impacto zero em saúde pública Transforming the public health needs in biotechnological opportunities! Development of technological platforms: - high density growth of cell culture - recombinant proteins in microorganisms - biomolecules purification and characterization - scaling up.... Economically viable! In the case of vaccine, Instituto Butantan strategies are: 1. Improvement of the present vaccines (efficacy, potency, yield, adjuvancy – Example: influenza) 2. Combination of vaccines 3. Development of new projects – - radical innovations - incremental innovations - new uses for known substances - biogenerics Radical innovations: Reverse vaccinology applied to Leptospira Leptospira interrogans CDC/NCID/HIP/Janice Carr - ~ 200 different serovars - Leptospirosis: Widespread zootic disease maily transmitted by rodents. High incidence of the disease in rainy seasons in urban cities. Genome of the prevalent sorovar in Brazil – L. interrogans serovar Copenhageni - Completely sequenced by a Brazilian consortium under the coord. of I.B. - 2 circular chromosomes - 4.627.366 bp - 3728 genes http://aeg.lbi.ic.unicamp.br/world/lic/ Cloning, expression and purification of the recombinant proteins ORFs from L. interrogans Features of a putative antigen pDEST17 Identification of vaccine candidates in silico Search for antigens by bioinformatics Vaccine development Assays of immunogenicity in animal models Whole Genome 3728 predicted coding sequences Selection in silico as surface associated proteins 20% genome Selected for Cloning 209 predicted coding sequences Successfully cloned 175 predicted coding sequences Expressed, purified and probed by immunoassay 150 recombinants proteins Recognized by sera from leptospirosis human patients 16 recombinant proteins Conserved expressed among 9 pathogenic Leptospira interrogans serovars but absent on the non-patogenic L. biflexa serovar Patoc 4 recombinant proteins (out of 10 tested) Scheme I. Flow chart of the genome–based strategy to search for vaccine candidates and/or proteins for diagnostic purposes. Expression Purification Immunereactivity with patient sera Antigen conservation in different serovars of L. interrogans: 1-Canicola, 2- Icterohaemorrhagiae, 3- Copenhageni, 4- Bratislava, 5- Hardjo, 6- Autumnalis, 7- Pomona, 8- Pyrogenes, 9- Gryppotyphosa, 10- Biflexa (Patoc) Production of porcine pulmonary surfactant Surfactante Pulmonar US$100.00/ dose Pulmonary surfactant: decrease in the superficial tension in the alveolae Pulmões suínos moídos Filtração Extração salina Evaporação dos solventes Filtração Adsorção em derivado de celulose Lavagem Extração orgânica Re-suspensão em salina Liofilização Surfactante Pulmonar Normal Síndrome do Desconforto Respiratório Teste in vivo do surfactante pulmonar produzido no Instituto Butantan comparado com um surfactante comercial usando como modelo biológico, coelhos neonatos prematuros Arcas et al, Pediatric Research, 47 (4): 386 A, 2000 Parâmetros Survanta® n=11 Butantan n=10 Controles n=8 TV(ml/kg) 7,3±1,1 7,6±0,7 8,0±0,5 VP(cm H2O) 24,5±1,2 24,1±0,8 30,0±0,8 DyC(ml/kg.cm H2O) 0,296±0,043 0,311±0,025 0,255±0,027 Alv. Colapsados (%) 17,7 17,8 36,4 Metodologia: Os animais foram ventilados durante 20 minutos usando um ventilador-pletismógrafo com os seguintes parâmetros iniciais estabelecidos: frequência respiratória, 60 ciclos/minuto, volume antiafogamento (TV) 8ml/kg, fração inspiratória de oxigênio (FiO2) 0,21, pressão inspiratória máxima ou de pico (PIP) 28 cm H2O e sem pressão final de expiração (PEEP). A pressão ventilatória (VP=PIP-PEEP) e a complacência dinâmica (DyC=TV/VP) foram determinadas a cada 5 minutos. No final do período de ventilação, os pulmões foram inflados com a pressão de 30cm H2O, imersos em nitrogênio líquido, fixados com solução de Carnoy. Cortes pulmonares corados com HE foram estudados pelo método de contagem pontual e estatisticamente analisados (ANOVA e X2 com 5% de significância) para avaliar a quantidade de alvéolos colapsados. Creation of a multipurpose GMP pilot plant - for GMO or not GMO N N P P Classificação das áreas N e P, 10.000, com fluxo laminar, 100 Tradition : A revolution incorporated in the routine life of the people Revolution: Something that will be incorporated as tradition Each vaccine development can be a revolution in public health. If it works and if it is acessible to all, the developed vaccine becomes a tradition! Many thanks for your attention! O que precisamos (aconteceu em parte com o Instituto Butantan): - Recursos humanos (nas indústrias), criação de um clima, cultura de desenvolvimento científico e tecnológico (favorece inovação radical, capacidade de absorção de novas tecnologias, capacidade de interação com Universidades e Institutos de Pesquisa, captação de recursos); - Recursos financeiros continuados (formas de avaliação da sua boa aplicação e dos seus resultados, círculo vicioso, não investe porque não tem doutores, não tem doutores porque não investe Agências públicas e da própria entidade/empresa privada) - Suporte do Estado (incentivos distintos - redução de impostos, proteção e preferência ao produto desenvolvido até um certo limite) - Incentivo para a criação de uma indústria de base (os nossos insumos são quase todos importados!) - Controle de qualidade (ISO, GMP, etc) São poucos os profissionais com título de doutor atuando em empresas do País nas áreas de pesquisa e desenvolvimento. Dados do IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) revelam que são cerca de 41 mil as pessoas ocupadas com pesquisa e desenvolvimento em empresas brasileiras. Dessas, segundo projeções de especialistas, apenas cerca de 750 têm doutorado, número equivalente à média anual de doutores contratados por empresas na Inglaterra. Pesquisa da Anpei (Associação Nacional de Pesquisa, Desenvolvimento e Engenharia das Empresas Inovadoras) feita com 334 firmas que investem em pesquisa e desenvolvimento indica uma média de 0,8 doutor por empresa, número considerado baixo. De acordo com o último censo, o Brasil tem 302 mil profissionais com título de mestrado ou doutorado. Desses, segundo o MEC, 136 mil estão nas instituições de ensino superior -50 mil são doutores, dos quais 63% estão na universidade pública. FSP 04/07/2004 Nature 436: 480-483, 2005 Nature 436: 480-483, 2005 "O jogo é pra valer quando todos sabem jogar" Nature 436: 480-483, 2005 ERROR: stackunderflow OFFENDING COMMAND: ~ STACK: