Biotecnología

La biofarmacología o biotecnología farmacéutica es el campo interdisciplinario entre la farmacología y la biotecnología, considerada una ciencia emergente. Consistente en la obtención de fármacos de origen biológico (biofarmacéutica) en biorreactores.

Una gran ventaja de utilizar esta vía de obtención en lugar de la síntesis química es que se evita la racemización del producto, de manera que se obtiene una elevada cantidad de producto más fácilmente purificable de los productos similares y por tanto el proceso consigue aumentar el rendimiento y bajar los costes.

Otra ventaja consiste en la obtención de compuestos que son prácticamente imposibles de obtener por cualquier otra vía como muchas de las proteínas recombinantes.

Esta ciencia contribuye en el desarrollo y diseño de nuevas terapias, investiga la Terapia génica, y la producción de fármacos a través de procesos biotecnologicos como antibióticos; integrando el conocimiento en el mecanismo de enfermedades.

Se puede tomar como una especialidad para farmacéuticos, biotecnólogos, (bio)químicos y biólogos.

BIOFARMACOLOGÍA Controversial

Bueno, esto ya no es una novedad, pero para la gente común, según un artículo publicado recientemente en el diario italiano L'Espresso, una gran cantidad de institutos de investigación en el mundo en los últimos 20 años se trataba de la biofarmacología llamada producción de medicamentos con plantas genéticamente modificadas, impulsadas por la perspectiva de invitación de un ahorro de miles de millones. Aunque la UE ha destinado € 12 millones para PharmaPlanta, un consorcio público-privado que incluye a 12 países y que se inició la fase de pruebas clínicas en 2009.

Vacunas En el desayuno

Según Mario Pezzotti, profesor de genética de la Facultad de Ciencias Agrarias y Tecnología de la Universidad de Verona, Italia, biofarmacología ha llegado ahora a un punto de inflexión. Por los años 90, se estudió la posibilidad de producir plátanos, tomates o patatas modificadas con el fin de contener la vacuna. Con el tiempo, sin embargo, nos dimos cuenta de que esta idea era bastante ingenuo, ya que, por ejemplo, es casi imposible alimentar a los niños con una dosis terapéutica estándar de una vacuna o ingrediente activo. Así que nos centramos en las oportunidades que ofrece la creciente sustancias purificadas, y llegó a una amplia variedad de aplicaciones posibles, algunas de las cuales son a partir de ahora en fases de pruebas clínicas.

El potencial de esta alternativa también fue demostrado por la vacuna experimental contra varios tipos de cáncer, desarrollada en 2008 y con base en plantas de tabaco, por un equipo de científicos de Estados Unidos, el estudio en cuestión fue publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS ).

Un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford encabezado por Ronald Levy anticuerpos recolectados de 16 pacientes de linfoma, las han trasladado al virus del tabaco, utilizando para infectar las plantas de tabaco que, a su vez, se han producido anticuerpos personalizados en grandes cantidades. A continuación, estos anticuerpos se purificaron y se administran a pacientes, obteniendo de este modo una reacción muy fuerte de la estimulación del sistema inmune de aproximadamente el 70% de los pacientes.

El estudio en questionis ahora considerados como una especie de buque insignia de uno de los sectores más prometedores de diseño biofarmacología: la de terapias personalizadas contra el cáncer, y más allá. Por otra parte, una de las empresas que participaron en el estudio de Bayer - Recientemente acquiredone de las compañías biotecnológicas más avanzadas del sector, Icon Genetics. La razón? Cualquier cosa es posible a través de biofarmacología: usted puede obtener vacunas, anticuerpos monoclonales, enzimas, las drogas. Y sobre todo, lo hace a costos sustancialmente reducidos en comparación con los obtenidos por los sistemas actuales.

Para dar a la gente una idea de las sumas en juego, otro estudio publicado en la revista Nature Biotechnology hizo la siguiente valoración: obtener un gramo de Avastin, un anticuerpo monoclonal aprobado para el tratamiento de varios tipos de cáncer, le cuesta al fabricante de $ 150 a partir de cultivos de células animales y sólo $ 0,05 utilizando plantas. Y, de acuerdo con algunas estimaciones, el biopharmingmarket tendrá un valor de unos 100 millones de dólares en 2020.

La bionanotecnología es la rama de la tecnología que trata de aprovechar el conocimiento de la biología molecular para construir máquinas a escala nanométrica, también llamadas nanomáquinas.

Ejemplos de bionanotecnología son el uso de versiones modificadas artificialmente de la ATP-sintasa o la kinesina como motores.

La Bionanotecnología Farmacéutica puede ser definida como el estudio de los mecanismos de interacción entre un grupo de nanocápsulas cargadas de moléculas  farmacológicamente activas y los diversos tejidos corporales. La utilización de estas nanocápsulas como un sistema de administración de fármacos, origina per se una nueva filosofía terapéutica. Si se establece a priori una comparación crítica entre los sistemas terapéuticos tradicionales, los beneficios de este nuevo sistema se ponen de manifiesto con total evidencia.  

La medicina convencional
                                                           
En la medicina convencional actual, los medicamentos están compuestos por dos tipos de ingredientes, los fármacos o principios activos y los excipientes. Los fármacos son las sustancias farmacológicamente activas que ejercen el poder terapéutico y los excipientes son sustancias inactivas, sin prácticamente ningún efecto terapéutico pero que sirven para aumentar el volumen del medicamento para hacerlo físicamente manejable.

El efecto de los medicamentos puede ser de dos tipos: Tópico, que tienen un efecto solamente en los tejidos locales donde se aplica el medicamento. Su aplicación se lleva a cabo generalmente en la piel o en las cavidades corporales (ojos, oídos, nariz, faringe, recto, vagina, etc.) y Sistémico, que tienen un efecto en cualquiera de los tejidos del cuerpo y su aplicación es por vía oral o parenteral.

Las vías de administración de los medicamentos de acción sistémica son varias: oral (tabletas, cápsulas, jarabes, elíxires), sublingual (tabletas),parenteral (soluciones, soluciones de gran volumen, suspensiones, sueros). La vía de administración parenteral, se divide a su vez enintravenosa, intramuscular, intraperitoneal, subcutánea e intratecal. Las vías de administración de los medicamentos de acción tópica se dividen a su vez en dérmica (cremas, ungüentos, lociones), nasal (soluciones, suspensiones), oftálmica (soluciones, suspensiones), ótica (soluciones, suspensiones), rectal (supositorios, enemas) y vaginal (supositorios, soluciones).

La absorción de los medicamentos administrados por vía oral tiene lugar en el intestino delgado, donde, a través de sus paredes, las moléculas del fármaco, al igual que las moléculas de los alimentos, pasan al torrente sanguíneo. Una vez en la sangre, las moléculas de los fármacos, son llevadas, mediante la circulación sanguínea, al sitio de acción, donde tiene lugar el efecto terapéutico.

A lo largo del tracto digestivo, el fármaco se enfrenta con obstáculos a atentan contra su integridad química: saliva, jugo gástrico, jugo intestinal, extractos biliares y pancreáticos. En estas condiciones, cuando el fármaco llega finalmente a los vasos capilares anexos a las paredes intestinales, una buena proporción de él ha sufrido descomposición

La medicina del futuro

En lo que será muy pronto la medicina del futuro, el fármaco está encerrado en una cápsula  hecha de un polímero biodegradable el cual, al contacto con los líquidos corporales se desintegra, liberando así el fármaco. La vía de administración es a través de las mucosas (nasal, bucofaríngea o vaginal).

Las cápsulas son tan pequeñas (nanocápsulas) que son capaces de atravesar las mucosas y pasar rápidamente al torrente sanguíneo a través de los vasos capilares. Así, cuando un grupo de moléculas farmacológicamente activas encerradas en nanocápsulas biodegradables inciden en los tejidos del organismo, las cápsulas liberan las moléculas que inciden sobre los microorganismos patógenos o los virus, destruyéndolos.

Las ventajas de este tipo de administración mucosal se manifiesta en las siguientes afirmaciones:

1. El fármaco pasa directamente de las mucosas al torrente sanguíneo y por lo tanto el efecto terapéutico es inmediato.

1. El fármaco no sufre degradación y por lo tanto la dosis formulada es transferida a la sangre en su totalidad.

1. La comodidad para el paciente es evidente ya que con una simple aspersión bucofaríngea evita la aplicación de inyecciones o la deglución de tabletas, cápsulas o grageas.

Es claro que la administración de fármacos nanoencapsulados por vía mucosal representa, por sí misma, una nueva concepción en la farmacoterapia, que será, sin lugar a dudas, la nueva medicina del Siglo XXI, dejando obsoletas otras vías de administración como son la oral, la parenteral y la rectal.

Nace así lo que el autor ha dado en llamar Bionanobiología Farmacéutica, una derivación de las Ciencias Farmacéuticas basada en el diseño, la manufactura y el control analítico de fármacos nanoencapsulados, administrados por las vías ya mencionadas.

Así pues, la importancia de la Bionanotecnología reside en su aplicación a los problemas de salud y en particular a la administración de fármacos. 

Las nanocápsulas

Las nanocapsulas son más grandes que los átomos y las moléculas. No obedecen a la química cuántica, ni a las leyes de la física clásica. Tienen además características propias, siendo similares en tamaño a muchas proteínas, lo cual es una de las razones por las que pueden ingresar y funcionar bien dentro de las células.

En el proceso de manufactura de las nanocápsulas, existen parámetros a considerar para lograr las características necesarias para un efecto terapéutico exitoso. Estos parámetros son a) Tamaño, b) Distribución de tamaños, c) Forma (esfericidad), d) Dureza, e) Estabilidad física y química, f) Evaluación química, g) Velocidad de liberación del fármaco, h) Porcentaje de encapsulación del fármaco.