Secondo l’European Medicines Agency (Ema), un medicinale biologico è quello che contiene una o più sostanze attive derivate da una fonte biologica. È una categoria di farmaci spesso caratterizzati da una notevole variabilità intrinseca delle molecole e dalla complessità delle tecniche di produzione. Per via della loro grandezza e complessità, queste molecole non possono essere prodotte per sintesi chimica e si ottengono quindi a partire da materiale biologico. I medicinali biologici comprendono, per esempio, vaccini, emoderivati, allergeni e prodotti fabbricati con tecnologia ricombinante.
I nuovi arrivati del gruppo sono i cosiddetti medicinali per terapie avanzate (ATMP): medicinali per la terapia genica e cellulare e prodotti di ingegneria tissutale. Se vogliamo possiamo considerare i prodotti biologici/biotecnologici come quelli responsabili di attivare o regolare, con diversa finalità, i meccanismi naturali in un essere vivente. Nell’ambito dei biologici, sono definiti biotecnologici, quei farmaci i cui principi attivi sono prodotti tramite le tecnologie a DNA ricombinante. In questo caso, geni che codificano per il prodotto sono inseriti in un’altra cellula deputata alla produzione del prodotto di interesse. Abbiamo voluto approfondire di questi e altri temi connessi a questa categoria di farmaci insieme a Roberta Bucci, Principal Scientist Bioanalytical Development presso Catalent Biologics.

Quali farmaci o cure rientrano tra i farmaci biologici?

La scoperta del SARS-CoV-2, il virus responsabile di Covid-19, ha rappresentato per molte persone l’occasione di approcciare il mondo delle biotecnologie seppur tramite i mezzi di informazione. Oggi l’uomo della strada non farebbe fatica a collocare i vaccini tra i prodotti biologici e biotecnologici. Oltre ai vaccini, i farmaci biologici possono curare patologie molto diverse tra loro: malattie autoimmuni, cancro e molto altro. Cito anche i farmaci utilizzati per combattere l’infertilità e quindi nelle tecniche di riproduzione medicalmente assistita. Si tratta in questo caso di proteine glicosilate ottenute da cellule animali note come CHO (Chinese Hamster Ovary) o altre cellule eucariotiche, alle quali è fornita, per mezzo di un pezzetto di DNA specifico, l’istruzione per la sintesi della glicoproteina. Anche l’ormone della crescita si ottiene con tecniche ricombinanti ed è utilizzato nei casi in cui l’organismo non riesce a garantire livelli adeguati alle necessità. Recentemente si è parlato molto di anticorpi monoclonali: un altro esempio di prodotti utilizzati non solo per scopi terapeutici ma anche diagnostici. Insomma, ad oggi la lista delle patologie per le quali si fa uso di farmaci biologici/biotecnologici è già molto ricca e non nutro dubbi che il loro campo di applicazione aumenterà nei prossimi anni di pari passo con l’avanzamento tecnologico. Non limitiamoci a citare solamente farmaci utilizzati nelle cure relative di patologie esistenti, pensiamo anche alle cure preventive come quelle per RSV (Respiratory Syncytial Virus), polmonite, meningite e HPV (Human Papillomavirus).

Come avviene la produzione di questi farmaci?

La parola biotecnologia deriva dal greco βίος (bìos), ovvero vita, τέχνη (téchne) che significa arte (nel senso di “perizia”, “saper fare”, “saper operare”) e λόγος (lògos), cioè studio. Tra le definizioni disponibili, la più completa è forse quella redatta dalla Convenzione sulla diversità biologica (CBD) nella quale si definisce la “biotecnologia come qualsiasi applicazione tecnologica che utilizza sistemi biologici, organismi viventi o loro derivati, per realizzare o modificare prodotti o processi per un uso specifico.” I sistemi biologici sono quindi costituiti da cellule di origine umana, cellule animali, microorganismi o addirittura lieviti. Si ingegnerizzano le cellule ovvero si trasferisce in esse un gene specifico proveniente da un’altra cellula permettendo loro di produrre grandi quantità della sostanza codificata da quel gene. Se il gene è di provenienza umana, la proteina sarà paragonabile a quella prodotta nell’uomo. Le biotecnologie risalgono a tempi preistorici: per esempio il latte che si trasforma in formaggio o l’uva in vino o la produzione della birra. Sicuramente nessuno aveva ancora coniato il termine, ma possiamo certamente dire che gli agricoltori furono i primi biotecnologi. Andiamo un po’ più nel dettaglio cercando, allo stesso tempo, di rendere semplice un concetto in realtà estremamente complesso. Le cellule ingegnerizzate sono coltivate in grossi serbatoi chiamati bioreattori; sono alimentate con i nutrienti dei quali necessitano per vivere e produrre, per nostro conto, il materiale di nostro interesse. La coltivazione cellulare viene costantemente monitorata al fine di reintegrare i nutrienti e mantenere i parametri ambientali (per esempio il pH) ideali per il processo di produzione. A un certo punto del processo, il materiale prodotto nel bioreattore deve essere purificato per eliminare i prodotti indesiderati (impurezze).

L’ultimo passaggio è la caratterizzazione del materiale che ha già un elevato grado di purezza: si definisce il profilo del prodotto e si procede quindi con la preparazione del farmaco del quale questa molecola è l’ingrediente base. Per arrivare a ottenere il farmaco, possono essere aggiunti altri ingredienti perché esso sia nella forma farmaceutica desiderata (liquido o liofilizzato) e abbia le caratteristiche adeguate alla somministrazione che si intende seguire (intravenosa, sottocutanea, intramuscolare, per infusione, etc.). Il panorama che si apre sul prodotto finito è anch’esso molto vasto e interessante. Facciamo un esempio per sottolineare quanto è determinante ricorrere alle biotecnologie: parliamo dell’ormone della crescita (GH). Il GH, fino al 1986, è stato generato con un processo di purificazione a partire da ghiandole ipofisarie umane prelevate da cadaveri. L’estrazione del GH esponeva al rischio di trasmissione di altri componenti (prioni) che non venivano rimossi in maniera efficace dall’estratto e che erano correlati a una malattia neurodegenerativa assimilabile al “morbo della mucca pazza.” Alla fine degli anni Ottanta del secolo scorso, la produzione di GH da biotecnologie ha permesso di ottenere i quantitativi desiderati, ma soprattutto di eliminare il rischio di trasmissione di prioni aumentando la sicurezza del farmaco.

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