APRENDIZAJE DESDE EL CAPITAL NATURAL
TECNOLOGÍA NATURAL: Componentes biomarinos
DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO
Medicamentos que incorporan componentes biomarinos.
Durante mucho tiempo, los seres humanos han usado los organismos marinos vivos, o parte de ellos, para producir o modificar medicamentos (Libes 2009: 12).
Varios autores se han referido a los medicamentos que usan organismos marinos vivos (Pomponi 1999, Schwartsmann et al. 2001, Menéndez 2005, European Science Foundation 2010, Newman y Cragg 2014; entre otros) argumentando sus características estructurales únicas. Incluso se ha señalan que estos recursos marinos están inexplorados y que es necesario intensificar esfuerzos para descubrir compuestos con potencial para un mayor desarrollo de productos tales como cosméticos, suplementos nutricionales y alimentos funcionales (Libes 2009:72).
Existen muchos fármacos que contienen componentes marinos. Aquí nos centraremos específicamente en dos productos que se encuentran en el mercado, Yondelis ® y Taq polimerasa.
Yondelis
La Trabectedina o el Ecteinascidin 743, conocida por su nombre comercial Yondelis ® es un agente activo con actividad anticancerígena comercializado por la compañía española PharmaMar en Europa para el tratamiento del sarcoma de tejidos blandos y el cáncer de ovarios. Durante las décadas de los años cincuenta y sesenta, el National Cancer Institute (NCI) de los Estados Unidos de Norteamérica llevó a cabo un programa para encontrar compuestos con propiedades anticancerígenas a partir de organismos marinos. En 1969 la trabectedina se extrajo de una especia marina: la Ascidia Tunicate Ecteinascidia turbinata que se encuentra en el mar Caribe. Tres décadas después, en el año de 1990, el químico Kenneth Rinehart, de la Universidad de Illinois logró aislar el principio activo del compuesto, las muestras originales las obtuvo de la Ecteinascidia cornetes en los arrecifes de la Indias Occidentales (Rinehart y Holt 1992).
En 1994 la empresa española PharmaMar obtuvo la licencia del compuesto por parte de la Universidad de Illinois. Sin embargo, se enfrentaban a la dificutad de aislar un fármaco a partir de un organismo marino, puesto que se requiere de1 tonelada de Ascidia Tunicate para aislar tan solo 1 gramo de trabectedina, lo cual implica un rendimiento muy bajo [1]. En 1996, el químico Elias James Corey y su equipo de la Universidad de Harvard avanzaron en un método sintético, publicado en el artículo: “Enantioselective Total Synthesis of Ecteinascidin 743” de Journal American Chemical Society (Corey et al. 1996). En el año 1998, un método semi - sintético más eficiente fue patentado por la Universidad de Harvard (Corey y Gin 1998) y fue licenciado para PharmaMar.
En ese mismo año, iniciaron las pruebas clínicas de la trabectedina con humanos. Sin embargo, fue hasta el año 2007 que la European Medicines Agency (EMEA) autoriza la comercialización de Yondelis® para el tratamiento del sarcoma de tejidos blandos. La compañía Johnson y Johnson obtuvo los derechos en Estados Unidos y el resto del mundo, excepto en Japón y Europa, de la comercialización de Yondelis®. En 2009, PharmaMar recibió la aprobación final europea para el uso de Yondelis® en el tratamiento de cáncer de ovario. Actualmente, la trabectedina se encuentra también en ensayos de fase II para el cáncer de próstata, mama y cánceres pediátricos.
Taq Polimerasa
La taq polimerasa fue aislada de las aguas termales del parque nacional de Yellowstone en Estados Unidos, por el microbiólogo Thomas Dale Brock en el año de 1966. La polimerasa Taq es capaz de soportar las condiciones de alta temperatura requeridas durante el proceso sin perder sus propiedades esenciales, y por ello es empleada como una enzima que propicia la duplicación del ADN. Años después, el investigador e inventor David Gelfand de la compañía biotecnológica estadounidense Cetus Corporation tuvo la idea de utilizar un termófilo como fuente de ADN polimerasa para la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Si bien ya existían trabajos previos sobre enzimas termoestable del T. aquaticus, Gelfand encontró, probando en todos los cultivos disponibles de la colección de tipos de cultivos americanos (American Type Culture Collection) de, una enzima con las mejores propiedades para la PCR (Brock 1997:1208). En 1989, Gelfand y otros investigadores presentaron la invención del DNA polimerasa aislado a partir de la thermus aquaticus y su uso en la PCR en la patente No. 4889818 de Gelfand et al. (1989). De acuerdo con Fore et al. (2006:6) el trabajo de Gelfand y su equipo aumentó la eficacia de la PCR y allanó el camino para que la técnica se convirtiera en un elemento básico en casi todos los laboratorios de biología molecular en el mundo.
Sin embargo, el descubrimiento de la técnica de la PCR se le atribuye a Kary Mullis, químico también investigador de Cetus Corporation, quien ganó el premio Nobel en 1993 por su trabajo sobre PCR. Inicialmente, la técnica consistía en la replicación de cadenas de ADN usando polimerasas que eran destruídas con el calor. Por esta razón, la mejora más importante que realizó Mullis fue usar polimerasas de ADN termoestables, extraídas de la bacteria T. aquaticus, denominada taq polimerasa.
[1] Véase http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jo00302a007
CLASIFICACIÓN
Yondelis
La historia del desarrollo de este medicamento anticancerígeno revela claramente la modalidad de bioutilización secundaria como estrategia de aprovechamiento de las propiedades contenidas en los extractos Ascidia Tunicate puesto que la patente del medicamento finalmente (Yondelis®) producido para el mercado se basa en el descubrimiento de un expresión semisintética de la Ecteinascidin 743.
Estudios científicos independientes confirman la bioutilización de la Ecteinascidia turbinata en la producción de medicamentos, entre ellos Yondelis®. Erba et al. (2001) se refieren a la ecteinascidina como un alcaloide de tetrahidroisoquinolina marino aislado de Ecteinascidia turbinata, tunicado que crece en las raíces de mangle a lo largo del mar Caribe, el cual ha demostrado actividad antitumoral muy potente en sistemas preclínicos y resultados alentadores en la fase I de ensayos clínicos se ha investigado a nivel celular. Van Kesteren et al. (2003) señalan que la trabectedina es un agente antitumoral derivado de una fuente marina y resaltan sus propiedades químicas, modo de acción, metabolismo y estudios preclínicos y clínicos. Mayer et al. (2010) mencionan que Yondelis® fue el primer agente anticáncer de origen marino aprobado en la Unión Europea para los pacientes con sarcoma de tejidos blandos y los pacientes cáncer de ovario. En estudios más recientes, se indican beneficios del uso de la trabectedina con otros agentes anticancerígenos en estudios preclínicos, lo que ha llevado a varios estudios clínicos, entre las combinaciones autorizadas por la Comisión Europea se encuentran doxorrubicina liposomal pegilada-trabectedina para el tratamiento de pacientes con cáncer de ovario recurrente platino-sensible (D'Incalci y Galmarini 2010).
Taq Polimerasa
El mercado mundial del diagnóstico molecular es una de las áreas de negocio más dinámicas en el sector farmacéutico (Roche 2013) y la tecnología más sobresaliente en este mercado depende de la bacteria Thermus aquaticus y que provee una enzima denominada Taq polimerasa que es la clave para el desarrollo de la técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Dos contribuciones importantes se destacan en el desarrollo de esta tecnología: en primer lugar el descubrimiento de Thomas Dale Brock sobre la existencia de organismos aeróbicos que viven a muy altas temperaturas (70°-79°) y en segundo lugar, a partir de esta propiedad de resistencia a las altas temperatura de la Thermus, los desarrollos de Gelfand et al. (1989) y Mullis et al. (1986), permitieron aislar la Taq polimerasa de este organismo que se incorpora en la PCR, aporte de tal importancia que significó la obtención del Nobel de química para este último investigador
La relación de dependencia que guarda la tecnología humana de diagnóstico molecular frente a los microorganismos es tan fuerte que la taq polimerasa representa una enzima más eficiente que las enzimas empleadas con anterioridad (provenientes de la bacteria E. Coli) y una alternativa frente a las enzimas incorporadas posteriormente (provenientes de Pyrococcus furiosus, Thermococcus litoralis; entre otros), con lo cual la bioutilización constituye el componente insustituible en esta técnica.