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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a – E E L
PEDRO HENRIQUE DAMIÃO DALÓ
Medicamentos Biológicos: Estudo da produção e comércio de hormônios e
anticorpos monoclonais no Brasil
Área de Concentração: Engenharia Química/ Produção de Fármacos
Lorena - SP
2015
PEDRO HENRIQUE DAMIÃO DALÓ
Medicamentos Biológicos: Estudo da produção e comércio de hormônios e
anticorpos monoclonais no Brasil
Projeto de monografia apresentado à
Escola de Engenharia de Lorena –
Universidade de São Paulo como
requisito parcial para obtenção de título
de Engenheiro Industrial Químico.
Orientadora: Profª. Drª. Elisângela de Jesus Cândido Moraes
Lorena - SP
2015
AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIOCONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE
Ficha catalográfica elaborada pelo Sistema Automatizadoda Escola de Engenharia de Lorena,
com os dados fornecidos pelo(a) autor(a)
Daló, Pedro Henrique Damião Medicamentos Biológicos: Estudo da produção ecomércio de hormônios e anticorpos monoclonais noBrasil / Pedro Henrique Damião Daló; orientadorAElisângela de Jesus Cândido Moraes. - Lorena, 2015. 62 p.
Monografia apresentada como requisito parcialpara a conclusão de Graduação do Curso de EngenhariaIndustrial Química - Escola de Engenharia de Lorenada Universidade de São Paulo. 2015OrientadorA: Elisângela de Jesus Cândido Moraes
1. Engenharia química. 2. Produção de fármacos. 3.Medicamentos biológicos. 4. Hormônios. 5. Anticorposmonoclonais. I. Título. II. Moraes, Elisângela deJesus Cândido, orient.
4
RESUMO
DALÓ, P. H. D. Medicamentos Biológicos: Estudo da produção e comércio
de hormônios e anticorpos monoclonais no Brasil. 2015. 62 f. Monografia
(Trabalho de Graduação em Engenharia Industrial Química) – Escola de
Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena, 2015.
O mercado farmacêutico tem se modernizado a fim de suprir as necessidades
da população e oferecer melhor tratamento às doenças que atualmente são
fatais. Uma notável forma dessa modernização são os medicamentos
biológicos, produzidos a partir de biotecnologia, como os hormônios e
anticorpos monoclonais, ambos apresentados neste trabalho. Hormônios
produzidos a partir da técnica de DNA recombinante têm propiciado melhora da
qualidade de vida de pacientes com Diabetes Mellitus e têm ajudado pacientes
com dificuldade de reprodução a gerarem filhos, ao suprirem a deficiência de
hormônios que normalmente são produzidos de forma natural no organismo
humano. Além disso, os anticorpos monoclonais apresentam grande potencial
no tratamento de doenças autoimunes e de câncer, ao serem produzidos para
ligar-se a antígenos específicos, aumentando a eficácia do tratamento. Neste
trabalho será apresentada uma revisão da literatura dos hormônios e
anticorpos monoclonais que nos dias atuais são comercializados no Brasil,
suas estatísticas de vendas e crescimento, além de um esclarecimento sobre
os procedimentos de testes clínicos e registro junto à agência regulamentadora
(Agência Nacional de Vigilância Sanitária – ANVISA).
Palavras-chave: Medicamentos biológicos, biomedicamentos, anticorpos monoclonais, hormônios, proteína recombinante.
5
ABSTRACT
DALÓ, P. H. D. Biomedicines: A study about the production and market of
hormones and monoclonal antibodies in Brazil. 2015. 62 p. Monograph
(Research Project for Graduation in Industrial Chemical Engineering) –
Engineering College of Lorena, University of São Paulo, Lorena, 2015.
The pharmaceutical market has been modernized to fulfill the needs of the
population and to provide a better treatment for diseases that are currently fatal.
A remarkable fact of this modernization is the introduction of the biomedicines,
produced from biotechnology, such as hormones and monoclonal antibodies,
both presented in this work. Hormones produced by the technique of
recombinant DNA have led to an improved quality of life on patients with
Diabetes Mellitus and have helped patients with reproductive health issues to
bear children, by overcoming the deficiency of hormones that are produced
naturally in the human body. Moreover, monoclonal antibodies have a great
potential in the treatment of autoimmune diseases and cancer, being produced
to bind to specific antigens, increasing the efficacy of treatment. This study
presents a literature review of hormones and monoclonal antibodies that are
currently marketed in Brazil, as well as their sales statistics and growth, and a
clarification on clinical trials and registration procedures with the regulatory
agency (National Health Surveillance Agency - ANVISA).
Key words: biomedicines, biological drugs, monoclonal antibodies, hormones, recombinant protein.
6
AGRADECIMENTOS
À minha família, Laércio, Ângela, Maria Fernanda, Ana Beatriz e Helena,
por serem a base da minha vida, por me incentivarem a ser melhor a cada dia
e pela eterna confiança depositada em mim.
Aos meus amigos da EEL, que caminharam comigo nessa jornada e que
compartilham da mesma luta e dos mesmos desafios.
À Profª. Dra. Elisângela de Jesus Cândido Moraes por ter gentilmente
aceitado me orientar nesse trabalho, e por tê-lo feito com maestria.
Às Srtas. Minji Kang (Daewoong Pharmaceutical) e Juliana Mazza Reis
(Eurofarma) pelos valiosos dados fornecidos, indispensáveis para o
enriquecimento do meu trabalho.
Aos colegas da Daewoong Pharmaceutical Co. Ltd., empresa onde
realizei o meu estágio e que contribuiu para a minha escolha do tema deste
trabalho, por todos os ensinamentos e companheirismo com que me
acolheram.
Aos professores da Escola de Engenharia de Lorena, em especial às
professoras Dra. Larissa de Freitas Teixeira e Dra. Patrícia Caroline Molgero da
Rós, por todos os conhecimentos transmitidos, essenciais para a minha
formação e crescimento.
E a todos que, de uma forma direta ou indireta, contribuíram para a
minha formação e realização deste trabalho.
7
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Estrutura de alguns aminoácidos encontrados em proteínas. ......... 18
Figura 2 – Conformações α-hélice e β-folhas. .................................................. 20
Figura 3 – Síntese de proteína. ........................................................................ 21
Figura 4 – Ação dos hormônios no fígado, músculo e tecido adiposo. ............ 23
Figura 5 – Diferenças entre anticorpos policlonais e monoclonais. .................. 29
Figura 6 – Método Hibridoma com células murinas. ........................................ 30
Figura 7 – Estrutura de um anticorpo. .............................................................. 32
Figura 8 – Classes de anticorpos monoclonais existentes hoje no mercado. .. 33
Figura 9 – Atuação da enzima de restrição no DNA e no plasmídeo. .............. 35
Figura 10 – Estrutura do plasmídeo. ................................................................ 36
Figura 11 – Esquema da Ultrafiltração. ............................................................ 40
Figura 12 – Cromatografia em coluna. ............................................................. 40
Figura 13 – Cromatografia por exclusão. ......................................................... 41
8
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 – Mercado de Hormônios e Anticorpos Monoclonais no Brasil. ........ 48 Gráfico 2 – Registros de Anticorpos Monoclonais no Brasil, EUA e Europa .... 49
9
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Pesos moleculares de moléculas sintéticas e biológicas. .............. 16 Tabela 2 – Hormônios registrados no Brasil..................................................... 43 Tabela 3 – Anticorpos Monoclonais registrados no Brasil. ............................... 44 Tabela 4 – Dados coletados do IMS Health. .................................................... 47 Tabela 5 – Requerimentos para registro. ......................................................... 53
10
LISTA DE SIGLAS
ANVISA Agência Nacional de Vigilância Sanitária
BHK Rim de Hamster Bebê
CHO Ovário de Hamster Chinês
DDCM Dossiê de Desenvolvimento Clínico de Medicamento
DMCD Drogas Modificadoras do Curso da Doença
DNA Ácido Desoxirribonucleico
EU União Européia
EUA Estados Unidos da América
FDA Food and Drug Administration
FSH Hormônio Folículo Estimulante
GnRH Hormônio de Liberação das Gonadotropinas
hCG Gonadotropina Coriônica Humana
hGH Hormônio do Crescimento Humano
HIV Vírus da Imunodeficiência Humana
LH Hormônio Luteinizante
mRNA RNA Mensageiro
NPH Protamina Neutra Hagedorn
ORPC Organização Representativa de Pesquisa Clínica
PBC Produto Biológico Comparador
PTM Modificação Pós-Translacional
RDC Resolução da Diretoria Colegiada
RNA Ácido Ribonucleico
TNF Fator de Necrose Tumoral
tRNA RNA Transportador
11
SUMÁRIO
OBJETIVO ....................................................................................................... 13
1. Introdução .................................................................................................... 14
2. Metodologia Experimental ............................................................................ 15
3. Revisão Bibliográfica ................................................................................... 16
3.1. Medicamentos Biológicos .......................................................................... 16
3.1.1. Definição ................................................................................................ 16
3.1.2. Histórico ................................................................................................. 17
3.1.3. Proteínas ................................................................................................ 18
3.1.3.1. Síntese de proteínas ........................................................................... 20
3.1.3.2. Modificação pós-translacional de proteínas ........................................ 21
3.2. Hormônios ................................................................................................. 22
3.2.1. Insulina ................................................................................................... 22
3.2.1.1. Diabetes Mellitus tipos 1 e 2 ................................................................ 24
3.2.1.2. Produção de Insulina ........................................................................... 24
3.2.2. Hormônio do Crescimento Humano ....................................................... 25
3.2.2.1. Deficiência do hGH ............................................................................. 25
3.2.2.2. Uso terapêutico do hGH ...................................................................... 25
3.2.3. Gonadotropinas ...................................................................................... 26
3.2.3.1. Deficiência e uso terapêutico .............................................................. 27
3.2.3.2. Produção comercial de Gonadotropinas ............................................. 28
3.3. Anticorpos Monoclonais ............................................................................ 28
3.3.1. Método de produção hibridoma .............................................................. 30
3.3.1.1. Anticorpos monoclonais de primeira geração ...................................... 31
3.3.1.2. Anticorpos monoclonais de segunda geração ..................................... 31
3.3.1.3. Anticorpos monoclonais inteiramente humanos .................................. 32
3.3.2. Tratamentos com anticorpos monoclonais ............................................. 34
3.3.2.1. Anticorpos monoclonais no tratamento de artrite reumatóide ............. 34
3.3.2.2. Anticorpos monoclonais em tratamentos oncológicos ......................... 34
3.4. Técnica de DNA Recombinante ................................................................ 35
3.4.1. Processo Upstream ................................................................................ 37
3.4.2. Processo Downstream ........................................................................... 38
3.4.2.1. Recuperação ....................................................................................... 38
3.4.2.2. Concentração ...................................................................................... 39
3.4.2.3. Purificação ........................................................................................... 40
3.5. Mercado Brasileiro .................................................................................... 42
3.5.1. Diferentes tipos de Insulina no mercado ................................................ 45
12
3.5.2. Diferentes tipos de Gonadotropinas no mercado ................................... 46
3.5.3. Evolução do mercado de hormônios e anticorpos monoclonais............. 46
3.6. Ensaios Clínicos no Brasil ......................................................................... 50
3.7. Registro de Medicamentos Biológicos no Brasil........................................ 52
4. Conclusão .................................................................................................... 55
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................. 56
13
OBJETIVO
O presente trabalho tem por objetivo realizar um estudo através da
pesquisa bibliográfica sobre os medicamentos biológicos da classe dos
hormônios e anticorpos monoclonais no Brasil, sua produção e comércio, bem
como dados estatísticos de venda e crescimento. Além disso, será abordado
como são feitos os estudos sobre a eficácia desses medicamentos no Brasil e
o processo de registro na agência reguladora (ANVISA), a fim de oferecer um
esclarecimento sobre procedimentos de testes e registros no país.
14
1. Introdução
As terapias medicinais têm sua base nas substâncias farmacêuticas.
Atualmente, grande parte dos princípios ativos dos medicamentos é obtida por
via sintética. Esses medicamentos são denominados ‘químicos’. No entanto,
com o diagnóstico de novas doenças, com difícil tratamento (ou sem
tratamento ainda), as indústrias farmacêuticas tentam se adaptar, e os setores
de pesquisa e desenvolvimento estão em constante trabalho, a fim de oferecer
tratamento a essas doenças.
Com a descoberta da técnica de DNA recombinante, em 1973, as
empresas farmacêuticas passaram a ter mais um recurso em suas pesquisas e
desenvolvimento, até 1982, quando o primeiro medicamento produzido a partir
dessa técnica foi aprovado pela FDA. Esse medicamento é indicado para
pacientes com Diabetes Mellitus, e seu princípio ativo é a insulina humana.1
A partir de então, outros medicamentos foram produzidos utilizando essa
técnica. Esses medicamentos são denominados medicamentos biológicos, e
são produzidos a partir da biotecnologia. Outros biomedicamentos podem ser
gonadotropinas, interleucinas, fatores de crescimento, e os potenciais
anticorpos monoclonais que são fonte de inúmeras pesquisas atualmente,
principalmente contra doenças como câncer ou doenças autoimunes.2
Neste trabalho, é apresentada uma revisão bibliográfica dos
medicamentos biológicos da classe dos hormônios e anticorpos monoclonais
produzidos e comercializados no Brasil. Além disso, são apresentados dados
estatísticos sobre venda e crescimento, além de um esclarecimento sobre
como são feitos os estudos de eficácia e o registro desses medicamentos no
Brasil.
15
2. Metodologia Experimental
Este estudo foi desenvolvido a partir de uma pesquisa bibliográfica,
utilizando publicações de artigos e livros referentes ao tema proposto.
Inicialmente, foi realizada uma revisão bibliográfica sobre o que são os
medicamentos biológicos, seu histórico e também sobre as proteínas e sua
síntese. Em seguida foram apresentados os produtos foco deste trabalho,
hormônios e anticorpos monoclonais, suas definições, sintomas e causas de
suas deficiências, e tratamentos. Além disso, foi feita uma revisão bibliográfica
também sobre o método de proteína recombinante, amplamente utilizado na
produção dos medicamentos biológicos. Depois desta revisão, foram
analisados o mercado e a produção atual dos hormônios e anticorpos
monoclonais no país, seu crescimento ao longo dos anos, e por último os
requerimentos para testes clínicos e registro desses produtos no país.
As pesquisas da primeira parte, desde a definição dos medicamentos
biológicos até o processo de DNA recombinante foram feitas em bancos de
dados acadêmicos, como ScienceDirect, Scielo, e Google Acadêmico. Para
isso foram usadas palavras-chave, em inglês, pertinentes ao assunto
pesquisado, por exemplo: “recombinant human insulin” ou “monoclonal
antibody hybridoma”. Além disso, foram utilizadas publicações da Interfarma e
da ANVISA. Para a lista dos hormônios e anticorpos monoclonais registrados
no Brasil, foi consultado o meio de busca de medicamentos registrados do sítio
eletrônico da ANVISA e a Lista de Preços de Medicamentos, que é
disponibilizada no site da agência, e atualizada constantemente. A partir dessa
lista de moléculas, os dados sobre a produção e mercado brasileiro foram
coletados da plataforma de pesquisa da IMS Health, e então analisados.
Algumas empresas foram consultadas, porém poucas se dispuseram a
fornecer informações. Por último, o sítio eletrônico da ANVISA foi novamente
consultado, dessa vez com foco em suas normas para registro de
medicamentos biológicos e para a realização de testes clínicos no Brasil, na
finalização do trabalho de pesquisa. A conclusão foi feita analisando-se as
perspectivas do mercado desses produtos no Brasil para o futuro.
16
3. Revisão Bibliográfica
3.1. Medicamentos Biológicos
3.1.1. Definição
Medicamentos produzidos a partir de biossíntese em sistemas vivos são
denominados medicamentos biológicos. No geral são proteínas, e podem ser
extraídos de órgãos ou tecidos de origem animal, ou podem ser produzidos em
células geneticamente modificadas, utilizando-se de biotecnologia, em escala
industrial.1
Esses medicamentos são mais complexos que os medicamentos
denominados sintéticos (de origem química), devido aos seus componentes
ativos terem mecanismo de ação heterogêneo, podendo variar no corpo
humano; além de terem difíceis replicação e caracterização, e possuírem peso
molecular de 100 a 1000 vezes maiores que as moléculas sintéticas, conforme
listado na Tabela 1.2
Tabela 1 – Pesos moleculares de moléculas sintéticas e biológicas.
Composto Massa molar (u)
Químicos Ác. Acetilsalicílico 180 Meropenem 383
Biológicos Rituximabe 143.860 Somatropina 22.000
Fonte: Encyclopedia of Ind. Biotech.: Bioprocess, Bioseparation and Cell
Technology3
De acordo com a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), e
de sua resolução RDC nº 554, e também de acordo com Walsh1, os
medicamentos de origem biológica podem ser divididos em diferentes
categorias. Abaixo estão listadas as categorias, seguidas de exemplos.
Fatores de coagulação sanguínea: Fator VIII e Fator IX;
Agentes trombolíticos: Alteplase, Reteplase;
Hormônios: Insulina, Somatropina, Gonadotropina;
Fatores de Crescimento: Eritropoietina (EPO), Fator estimulante de
colônias (CSF);
17
Citocinas: Interferona-α (IFN-α), Interleucina-2 (IL-2);
Anticorpos Monoclonais: Adalimumabe, Bevacizumabe;
Vacinas: vacina recombinante contra Hepatite B.
3.1.2. Histórico
A indústria farmacêutica, durante quase todo o século XX esteve
fundamentada nos medicamentos químicos, que são moléculas de baixo peso
molecular, produzidas a partir de sínteses químicas. Esses produtos
dominaram o mercado e atingiram um valor estimado de 100 bilhões de dólares
nos anos 80.1
No entanto, métodos de terapias utilizando moléculas extraídas de
fontes biológicas já haviam sido estudados. Em 1922, Frederick Banting e
Charles Best obtiveram sucesso ao utilizar insulina coletada do pâncreas de
um animal no tratamento de um paciente com diabetes, doença fatal na
época.5 Também, em 1958, Raben extraiu hormônio do crescimento (hGH) da
hipófise de um cadáver, e o utilizou para tratar um garoto de 17 anos.6 Com
isso, essas duas moléculas foram, por muitos anos, utilizadas no tratamento de
deficiência hormonal como únicas opções.2
Com a descoberta da estrutura dupla hélice do DNA, por James Watson
e Francis Crick em 19537, algumas proteínas que eram produzidas
naturalmente pelo corpo humano, e suas aplicações terapêuticas foram
pesquisadas. Porém, apesar de terem grande potencial, devido ao fato de
serem produzidas naturalmente em pouca quantidade, o estudo e prováveis
aplicações terapêuticas tornaram-se inviáveis.8
Então, em 1973, Stanley Cohen e Herbert Boyer realizaram o primeiro
experimento de engenharia genética, introduzindo a técnica de criação de DNA
recombinante.9 Esse método se tornou foco de grandes estudos na área de
biomedicamentos, e fundamenta os principais produtos baseados em proteínas
recombinantes que são produzidos em escala industrial atualmente.8 O
primeiro produto aprovado pela FDA (Food and Drugs Administration), para
comércio produzido a partir da técnica de proteína recombinante, em 1982, foi
18
o Humulin®, insulina humana recombinante, idêntica à insulina humana nativa,
produzida em Escherichia coli.1
No Brasil o Humulin® foi aprovado em 1983 (segundo informação
fornecida pela fabricante Eli Lilly), e desde então vários outros
biomedicamentos têm conseguido aprovação. Esses medicamentos são na sua
maioria importados, e em 2013 a ANVISA autorizou a produção do primeiro
biomedicamento totalmente nacional, o etanercepte, utilizado no tratamento de
artrite reumatóide.10
3.1.3. Proteínas
A maior parte dos biomedicamentos, já comercializados ou ainda em
estudos, é baseada em proteínas, e são na sua maioria produzidos através da
tecnologia de proteína recombinante.1
Proteínas são cadeias poliméricas consistindo de séries, que podem ser
curtas ou longas, de aminoácidos (aminoácidos esses que podem ser de vinte
tipos diferentes, porém cada tipo pode aparecer várias vezes na cadeia), que
estão ligados entre si por ligações peptídicas.11 Os aminoácidos são compostos
orgânicos, sintetizados a partir da junção de três nucleotídeos (denominados
códons, formados por ácido fosfórico, açúcar e uma base que pode ser
citosina, adenina, guanina, tiamina ou uracila), e têm em sua estrutura um
grupo amina (-NH2) e um grupo carboxílico (-COOH), e uma cadeia ramificada
específica. A Figura 1 exemplifica alguns tipos de aminoácidos e suas
estruturas químicas.12
Figura 1 – Estrutura de alguns aminoácidos encontrados em proteínas.
Fonte: Lehninger's Principles of Biochemistry, adaptado.11
19
Ao ligar-se na cadeia peptídica, os aminoácidos recebem a
denominação de ‘resíduos de aminoácidos’ porque perdem o elemento água ao
ligarem-se em outro aminoácido por ligação peptídica. Dois aminoácidos
formam um dipeptídeo, três formam um tripeptídeo, e muitos aminoácidos
ligados entre si por ligações peptídicas formam um polipeptídeo. Usualmente
os termos ‘proteína’ e ‘polipetídeo’ são usados no mesmo sentido, porém
cientistas assumem que polipeptídeos têm um peso molecular menor que as
proteínas.11 Ao ligarem-se entre si, e formarem as proteínas, os aminoácidos
assumem uma conformação específica tridimensional. Essa conformação
depende da cadeia de aminoácidos (com os vinte diferentes aminoácidos
possíveis, pode-se sintetizar proteínas imensamente diferentes, específicas
para determinada função na célula), e é estabilizada por fracas interações não
covalentes. Se essas interações forem desfeitas, por algum agente externo, a
conformação tridimensional da proteína também é desfeita, causando a
desnaturação da proteína e consequente perda da sua função.1, 11
Segundo Murray12, as estruturas das proteínas podem ter quatro
diferentes aspectos, dependendo dos aminoácidos presentes:
Estrutura primária: Nível estrutural mais simples da cadeia, dado pela
sequencia de aminoácidos, de onde deriva o arranjo espacial.1
Estrutura secundária: É dada pela conformação espacial dos
aminoácidos da cadeia principal da proteína, excluindo as cadeias
ramificadas. Na sequencia principal podem-se observar padrões de
conformação que se repetem. Os padrões mais comumente observados
são α-hélice e β-folhas, conforme ilustrados na Figura 2, que são
estabilizados por pontes de hidrogênio entre os aminoácidos próximos
nas cadeias.1. 11
Estrutura terciária: É a estrutura tridimensional exata da proteína,
indicando a posição no espaço de todos os polipeptídios presentes. É
resultado das α-hélice e β-folhas enoveladas, e mantida por ligações
hidrofóbicas.13
Estrutura quaternária: Estrutura adotada pela união de um número de
moléculas protéicas, por ligações não covalentes, agindo como um único
complexo de proteínas.1. 12
Em adição, as es
adquirir diferentes confor
Figura 2
Fonte: M
3.1.3.1. Síntese de prote
A síntese de prote
onde os genes de uma fi
polimerase, que sintetiz
acordo com os genes c
formado pelos nucleotíd
Esse processo é denom
o citoplasma, onde ocorr
Na Figura 3 estã
citoplasma encontram-se
ligando-se ao códon inic
RNA transportadores (tR
um aminoácido específic
inicial do mRNA, esse
específico, que liga-se
traduzindo em um amino
estruturas das proteínas não são rígidas
ormações enquanto desempenham as sua
2 – Conformações α-hélice e β-folhas.
Molecular biology of the cell, adaptado.14
teínas
teínas ocorre dentro das células. Ela inicia
fita da dupla hélice do DNA são lidos pela
tiza o RNA mensageiro (mRNA), uma
copiados do DNA. No mRNA está o có
deos, e que dará origem aos aminoácido
minado transcrição. O mRNA então é tran
rrerá o processo de tradução.14
tão ilustrados os passos da síntese de
se os ribossomos, que participam da sín
icial do mRNA. Toda célula tem em seu
tRNA), cada um com um anticódon para
fico. No instante em que o ribossomo lig
códon é reconhecido por um tRNA com
e ao mRNA, formando uma base co
noácido. Esse processo continua ao long
20
as. Elas podem
uas funções.12
ia-se no núcleo,
la enzima RNA-
única fita, de
código genético
os da proteína.
ansportado para
e proteína. No
íntese protéica,
u citoplasma os
a a tradução de
iga-se ao códon
om o anticódon
omplementar e
go da molécula
21
do mRNA até que encontre-se um códon terminal. Então um fator de liberação
se liga ao códon terminal, liberando a cadeia polipeptídica finalizada.14
Figura 3 – Síntese de proteína.
Fonte: Protein Synthesis, disponível em https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/44/Protein_synthesis.
svg/640px-Protein_synthesis.svg.png
3.1.3.2. Modificação pós-translacional de proteínas
Após a síntese da proteína (ou durante, em poucos casos), os
polipeptídeos podem sofrer modificações covalentes que são denominadas
modificações pós-translacionais (PTM). Essas modificações podem alterar a
função biológica e/ou estruturas das proteínas, e são de grande importância no
ramo dos biomedicamentos.1 Seguem as mais importantes PTMs para os
biomedicamentos:
Glicosilação: É o processo de anexar carboidratos às proteínas. Essas
glicoproteínas podem ter a sua meia-vida ou atividade biológica alterada,
melhorada. Além disso, a glicosilação pode melhorar a conformação da
estrutura tridimensional das proteínas.15
Carboxilação e hidroxilação: Processos usados nos produtos de
fatores sanguíneos VII e IX. A carboxilação converte resíduos de
aminoácido glutamato em carboxiglutamato, enquanto que a
hidroxilação converte os resíduos de aspartato em hidroxiaspartato.
Ambos os processos ajudam na ligação de íons de cálcio, essenciais
para o funcionamento dos fatores sanguíneos.1, 15
22
Existem vários tipos de proteínas no corpo humano que são usadas em
medicamentos biológicos. Um tipo dessas proteínas são os hormônios, grupo
no qual se inclui o primeiro medicamento biológico produzido a partir de DNA
recombinante, a insulina.
3.2. Hormônios
De acordo com a US National Library of Medicine, hormônios são
substâncias que regulam a atividade de órgãos específicos do corpo. São
produzidos principalmente pelas glândulas endócrinas, como a Insulina
produzida pelo pâncreas, que liberam os hormônios na rede sanguínea até que
cheguem à sua célula de destino. Na célula, os hormônios ligam-se a seus
receptores, e ativam funções específicas.16
Baseado em sua natureza química, os hormônios podem ser
classificados em peptídicos (proteínas) e não peptídicos. Os hormônios
peptídicos são os de maior número, e seu tamanho pode variar de três a mais
de duzentos aminoácidos. Os hormônios são essenciais para o crescimento e
desenvolvimento dos organismos eucariontes, e sua deficiência pode causar
sérias doenças.17
Os hormônios que estão em foco neste trabalho são a insulina, o
hormônio do crescimento (Somatropina) e as gonadotropinas. Esses três
hormônios são produzidos por glândulas endócrinas e são comercializados
mundialmente, produzidos pelo método de proteína recombinante ou coletados
de fonte animal.1
3.2.1. Insulina
Insulina é um hormônio, com massa molecular de 5.800Da, produzido
pelas células Beta das Ilhotas de Langerhans, que são um grupo especial de
células localizadas no pâncreas. Esse hormônio é responsável pela captação e
utilização dos nutrientes dos alimentos ingeridos, regulando assim o nível de
glicose no sangue. Apesar de muitas células no corpo expressarem o receptor
da insulina, sua ação principal é no fígado, músculos e tecido adiposo, onde
começam a agir a partir de poucos minutos após a ingestão do alimento.18
23
Quando o alimento é ingerido, o nível de glicose no sangue aumenta,
devido aos carboidratos. Esse aumento da glicose estimula a liberação de
insulina pelo pâncreas, que é liberada na rede sanguínea. Ao atingir as células
do fígado, a insulina liga-se a seus receptores na superfície celular, e assim
estimula a síntese de glicogênio, que é armazenado, a partir da glicose.1 Além
disso, nos músculos e tecidos adiposos, a insulina estimula a absorção da
glicose que será convertida em glicogênio no primeiro, em ácidos graxos para
ser armazenada como triglicérides no segundo. A Figura 4 ilustra a ação
desses hormônios nos órgãos e tecidos citados.19
Figura 4 – Ação dos hormônios no fígado, músculo e tecido adiposo.
Fonte: Endocrinology: an integrated approach, adaptado.19
O glucagon é um hormônio produzido pelas células Alfa das ilhotas de
Langerhans, e tem mecanismo de ação contrário à insulina. Enquanto a
insulina ativa as vias anabólicas, como a síntese de glicogênio (ao estimular a
enzima glicogênio sintase e inibir a enzima glicogênio fosforilase)19, o glucagon
ativa as vias catabólicas, sintetizando a glicose a partir do glicogênio, a
liberando na rede sanguínea. O glucagon é liberado pelo pâncreas quando o
nível de glicose no sangue está baixo.1
24
3.2.1.1. Diabetes Mellitus tipos 1 e 2
O diabetes mellitus tipo 1 caracteriza-se pela deficiência de produção de
insulina no pâncreas. Isso ocorre devido à destruição das células β das ilhotas
de Langerhans, que são responsáveis pela produção de insulina, que são
atacadas pelo próprio sistema imunológico do indivíduo. Normalmente ocorre
na infância ou adolescência.18
A destruição das células produtoras de insulina pode se dar por fatores
genéticos, ambientais, ou acredita-se ainda que pode ser desencadeado por
uma invasão viral. Neste caso, o sistema imunológico atacaria as células
infectadas pelo vírus, e juntamente as células β do pâncreas.20
Essa condição pode ser controlada pela administração de insulina, que
nos dias atuais é produzida e comercializada mundialmente pelo método de
DNA recombinante, normalmente por injeções subcutâneas.1
O diabetes mellitus tipo 2 é uma condição que ocorre mais comumente
em pessoas com mais de 40 anos e obesas. Nesse tipo, a insulina ainda é
produzida pelo corpo, porém sua ação é dificultada, causando uma resistência
do corpo à insulina. Esse tipo não pode ser tratado com injeções de insulina.
3.2.1.2. Produção de Insulina
A insulina para uso comercial, tradicionalmente era extraída diretamente
de animais (porcos e gado de casas de abate), e passavam por processos
cromatográficos de purificação. Essa insulina, segundo Walsh1, derivada de
animais, possuía algumas desvantagens, como a baixa disponibilidade para
tratar as 200 milhões de pessoas com diabetes no mundo. Além disso, a
insulina bovina possui três aminoácidos diferentes da humana, o que pode
causar uma resposta imunológica.
Com os avanços da técnica de DNA recombinante, cientistas passaram
a produzir a insulina com essa técnica, e em 1982 o primeiro biomedicamento
produzido por DNA recombinante foi aprovado para uso médico. Atualmente,
há diversos fabricantes comercializando a insulina idêntica à humana, além de
25
insulinas modificadas geneticamente, que podem ter um efeito prolongado ou
mais rápido.1
3.2.2. Hormônio do Crescimento Humano
O hormônio do crescimento humano (hGH), também conhecido por
Somatropina ou Somatotropina, é um hormônio polipeptídico, contendo 191
resíduos de aminoácidos e massa molecular igual a 22kDa, sintetizado na
glândula adeno-hipófise. Sua síntese e liberação são reguladas por dois fatores
hormonais, a somatorelina para a liberação, e somatostatina para inibição.18
Esse hormônio é o principal responsável pelo crescimento e
desenvolvimento do corpo em humanos e animais, além do crescimento e
regeneração celular e crescimento das células dos ossos, músculos e
cartilagens. Seu mecanismo de ação, como outros hormônios, baseia-se na
ligação a um receptor específico na superfície celular.1, 18
3.2.2.1. Deficiência do hGH
Durante os anos de crescimento corporal, a deficiência na produção e/ou
liberação do hGH pode ocasionar nanismo pituitário, caracterizado pela altura
20% menor do que as pessoas que não apresentam nanismo. Por outro lado,
produção acima da média desse hormônio pode causar gigantismo e
acromegalia, caracterizados por alargamento de mãos, pés e do maxilar e
estatura acima da média.21
Outros problemas causados pela deficiência do hGH podem ser o atraso
da maturidade sexual em jovens, e em adultos, pode causar um aumento da
massa gordurosa e relativa perda da massa muscular.22
3.2.2.2. Uso terapêutico do hGH
O hGH foi usado terapeuticamente em 1958 no tratamento de nanismo
pituitário.6 O tratamento com o hormônio difundiu-se desde então, e em
meados dos anos 80 ele era usado em grande escala. Nessa época, o
hormônio usado nos tratamentos era extraído de cadáveres humanos. Em
1985, o uso desse hormônio extraído de cadáveres foi terminado devido à
26
ligação do uso dessa substância, para tratar um paciente quinze anos antes,
com a doença de Creutzfeld-Jakob, condição rara, porém fatal que afeta o
cérebro.23 A partir desse caso, diversos outros casos dessa doença foram
ligadas à administração de hGH nos pacientes, o que causou o fim da
produção e comércio desse hormônio nas condições em que eram
realizados.24, 25
Nesse mesmo período, os primeiros hGH recombinantes estavam
começando a surgir, o que pôde suprir as necessidades dos pacientes com
deficiência desse hormônio, após o término do hGH extraído de cadáveres.1
Nos dias atuais, todo o hGH comercializado é produzido pela técnica
recombinante. Ele tem se mostrado efetivo também no tratamento de outras
condições, incluindo Sindrome de Turner, insuficiência renal crônica, e como
anabolizante. Ainda assim, o tratamento contra nanismo é o principal motivo de
uso dessa substância.1
3.2.3. Gonadotropinas
Esta família de hormônios é denominada gonadotropina devido a seus
alvos de ação serem as gônadas (ovários e testículos), e estão ligados
diretamente à produção de gametas e consequentemente à reprodução.
Existem três hormônios dessa família que são usados terapeuticamente: o
hormônio luteinizante (LH) e o hormônio folículo estimulante (FSH) que são
produzidos na adeno-hipófise e ocorrem tanto em homens quanto em
mulheres; e a gonadotropina coriônica (hCG), hormônio sintetizado por
trofoblastos extra-embrionários e por células da placenta apenas em mulheres
grávidas.18
O hormônio hCG é liberado pelos trofoblastos durante o inicio da
gravidez, e garante a manutenção do corpo lúteo no ovário nesse período,
liberando progesterona e garantindo a continuidade da gravidez. A partir da
décima/décima primeira semana, esse hormônio passa a ser liberado pela
placenta.26
A produção e liberação do LH e do FSH na adeno-hipófise são
controladas pelo hormônio de liberação das gonadotropinas (GnRH). Esse
27
hormônio é considerado como um neuro hormônio, por ser sintetizado em
células neurais e sua liberação é regulada pelo hipotálamo. Quando liberado,
esse hormônio liga-se ao seu receptor nas células da adeno-hipófise,
estimulando a secreção dos hormônios. A atividade do GnRH é baixa durante a
infância, porém atinge alto índice durante a maturidade sexual e nos períodos
de ovulação.27
O FSH em homens atinge as células de Sertoli, encontradas nos
testículos, onde vai estimular a espermatogênese. Nas mulheres, esse
hormônio atinge as células do folículo ovariano. O FSH estimula o
desenvolvimento e crescimento folicular, e com isso a ovulação.1 O LH tem
seus receptores nas células de Leydig, localizadas nos testículos, e nas células
da teça e da granulosa nas mulheres. Ele estimula a síntese de testosterona e
progesterona, além de romper o folículo dominante durante ovulação e ser
necessário para a expressão do receptor do FSH nas mulheres.18
3.2.3.1. Deficiência e uso terapêutico
A deficiência dessa família de hormônios pode causar infertilidade, tanto
em homens quanto em mulheres, devido à falta de maturação dos gametas.18
O uso de gonadotropinas na estimulação de ovários para a ovulação dá-
se desde o começo dos anos 60. De lá para cá, o tratamento evoluiu, com a
tecnologia recombinante, e formas mais puras e modificadas dos hormônios
para obtenção de melhores resultados.28
A principal indicação das gonadotropinas é para a indução da ovulação
em mulheres que não ovulam devido à disfunção da hipófise, ou que tenham
síndrome do ovário policístico. Mulheres que apresentam infertilidade, apesar
de não apresentarem nenhuma das duas condições citadas e apresentarem
ovulação normal, também podem ser tratadas com esses hormônios.18, 29
Em homens, esses hormônios são usados em tratamentos de fertilidade
para iniciar a espermatogênese. Homens com hipogonadismo
hipogonadotrópico, condição causada pela diminuição do funcionamento das
gônadas e consequentemente baixa taxa de produção de hormônios sexuais,
28
são submetidos a esse tratamento, que tem mostrado resultados satisfatórios
em estudo.30
Além disso, o hCG é a base dos testes de gravidez vendidos em
farmácia. No início da gravidez a mulher produz esse hormônio, que ao serem
detectados na urina durante o teste indicam resultado positivo para a
gravidez.18
3.2.3.2. Produção comercial de Gonadotropinas
Os hormônios dessa classe são comercializados desde meados dos
anos 60. Nessa época, havia apenas uma fonte, eles eram extraídos da urina
de mulheres na pós-menopausa, obtendo-o FSH. Esse tipo de FSH, que
também contém níveis variáveis de LH, é chamado de Menotropina. O hCG é
extraído da urina de mulheres grávidas.31
Esse processo persiste ainda atualmente. Há padrões a serem seguidos,
como coleta de urina apenas de países com baixa incidência de HIV e
ausência da doença de Creutzfeld-Jakob (para evitar o ocorrido com o hGH,
citado anteriormente). A urina, que contém aproximadamente 2% de FSH
passa por múltiplos processos de purificação por cromatografia para remover
qualquer vírus, e ainda passa por um processo de desativação viral. O produto
final contém mais de 95% de FSH puro, e é aprovado pela FDA.32
Em 1995, tornaram-se disponíveis no mercado as gonadotropinas
recombinantes, porém as que são produzidas a partir da urina não deixaram de
existir. 31 Os hormônios FSH recombinante recebem a denominação rhFSH, e
são clinicamente efetivos na estimulação do crescimento folicular em mulheres.
São produzidos em células ovarianas de hamsters e apesar de exibirem
sequencia de aminoácidos idêntica à humana, possuem glicosilação levemente
diferenciada. Essa preparação é bem tolerada quando administrada em
humanos, sem efeitos adversos inesperados.1
3.3. Anticorpos Monoclonais
Anticorpos monoclonais são anticorpos específicos idênticos, que são
clonados a partir de uma única célula imunizada. Esse conceito foi
29
primeiramente desenvolvido por Kohler e Milstein em 1975, ao fundirem com
sucesso uma célula de mieloma (tipo de câncer que atinge os linfócitos-B no
sangue) com linfócito-B (no caso essa célula foi clonada de linfócitos-B de ratos
imunizados), que são células produtoras de anticorpos e principais agentes do
sistema imunológico.33
Figura 5 – Diferenças entre anticorpos policlonais e monoclonais.
Fonte: Pharmaceutical Biotechnology: Concepts and Applications, adaptado.1
Os linfócitos-B, um tipo de glóbulo branco, são as células responsáveis
por produzirem os anticorpos na presença de um antígeno, regulando assim a
imunidade humoral. A região no antígeno onde se ligam os anticorpos é
denominada epítopo, e um antígeno tem centenas de epítopos diferentes em
sua molécula. As células de linfócito-B, assim como os antígenos, são
específicas e produzem diferentes anticorpos que se ligarão ao seu epítopo
especifico no antígeno. Os anticorpos policlonais são produzidos de clones
celulares contendo anticorpos que se ligarão a epítopos diferentes. Os
anticorpos monoclonais são produzidos de forma que apenas um tipo de
anticorpo especifico para apenas um antígeno esteja presente, aumentando a
eficácia terapêutica ao atacar o epítopo específico que destruirá o antígeno.1 A
30
Figura 5 ilustra a diferença entre os anticorpos produzidos no corpo humano, e
os monoclonais, de única especificidade.
Hoje, esses anticorpos monoclonais são assunto de inúmeras pesquisas
e estudos, pois representam grande potencial no tratamento de doenças como
câncer, doenças autoimunes e inflamatórias.2
3.3.1. Método de produção hibridoma
O experimento de Kohler e Milstein, em 1975, que gerou o processo
hibridoma, consistiu em uma linha celular produzida a partir da fusão de células
de mieloma de ratos (células essas que não produziam anticorpos), com
células do baço de rato previamente imunizado. Essas células do baço
produzem linfócitos-B, e consequentemente anticorpos. Ao serem fundidas,
essas células formam um hibridoma, que mantém características de célula
imortal do mieloma, e produzem anticorpos por um longo tempo (diferente das
células B isoladas, que têm um curto tempo de vida in vitro). Assim, como
ilustrado pela Figura 6, podem-se produzir anticorpos monoclonais ao isolar os
linfócitos-B de interesse e formar os hibridomas desses linfócitos.33, 34
Figura 6 – Método Hibridoma com células murinas.
Fonte: Culture Cell Dish Website, adaptado.35
31
No entanto, esses anticorpos, apesar do grande potencial no tratamento
de doenças autoimunes e tumores, mostraram-se ineficientes durante testes
clínicos, e em alguns casos provocaram reações adversas indesejadas.1
3.3.1.1. Anticorpos monoclonais de primeira geração
Os anticorpos produzidos a partir do método original de Kohler e Milstein
são denominados de anticorpos monoclonais de primeira geração. Eles eram
produzidos totalmente de células murinas (células de ratos), e durante testes
clínicos demonstraram grande ineficácia em humanos. Por serem proteínas
derivadas de células de camundongos, esses anticorpos provocaram, em 50 a
75% dos receptores, resposta imunológica indesejada. Além disso, eles
apresentaram penetração insuficiente nos tumores, e baixa meia-vida em
humanos. A partir de então, buscaram-se outras técnicas para criar os
anticorpos monoclonais sem as inconveniências das células totalmente
murinas.2
O primeiro anticorpo monoclonal, produzido inteiramente de células
murinas, aprovado para uso clinico em humanos pela FDA foi o Muromomabe,
em 1986. Esse medicamento pode desencadear desde reações alérgicas até
encefalopatias ou edemas pulmonares, além da produção de anticorpos
humanos anti-camundongo (HAMA – human anti-mouse antibodies), o que
levaria a uma posterior eliminação do anticorpo monoclonal murino. A
indicação do muromomabe era para o tratamento de rejeição em transplante de
órgãos.36
3.3.1.2. Anticorpos monoclonais de segunda geração
Para contornar o problema das células murinas, cientistas criaram em
1984 uma forma de anticorpo monoclonal denominada quimérica, utilizando de
técnicas de DNA recombinante. Neste modelo, o anticorpo consistia de uma
parte de célula murina variável e específica (a parte que se liga ao antígeno), e
uma parte fixa, de célula humana.37
Pela estrutura do anticorpo, na Figura 7, podem-se notar duas regiões
diferentes: Fc e Fab. A região hipervariável é a região que se liga ao antígeno,
32
sendo especifica para cada epítopo existente. A região Fc é fixa e não se altera
nos anticorpos. A partir de técnicas de DNA recombinante, clona-se o domínio
Fab murino e o acopla a regiões de Fc humano, originando assim os anticorpos
monoclonais quiméricos, que possuem maior meia vida no organismo humano
e melhor capacidade de ativar os mecanismos de defesa.38
Figura 7 – Estrutura de um anticorpo.
Fonte: Medicamentos biológicos na prática médica.2
Além do quimérico, desenvolveu-se outro tipo de anticorpo monoclonal,
o ‘humanizado’, tentando assim aproximar-se ao máximo possível do anticorpo
produzido em humanos. Neste tipo de anticorpo, as regiões Fc e Fab são
derivadas de anticorpos humanos, e apenas a região hipervariável da área Fab
é descendente de células murinas, obtendo-se assim uma melhor aceitação
pelo sistema imune do corpo humano.39
3.3.1.3. Anticorpos monoclonais inteiramente humanos
A partir dos anticorpos monoclonais quiméricos e humanizados,
cientistas tentaram criar anticorpos monoclonais inteiramente humanos, para
minimizar ainda mais o risco de imunogenicidade que as células murinas
poderiam causar. Duas abordagens de sucesso foram identificadas: utilização
de ratos transgênicos, e a técnica de Phage Display.40 Na Figura 8 estão os
diferentes anticorpos monoclonais atualmente produzidos.
33
O método de utilização de ratos transgênicos consiste em transferir
genes de imunoglobina humana no genoma do animal, que é vacinado em
seguida contra o antígeno específico para o qual se deseja produzir os
anticorpos monoclonais. Ao ser vacinado, os linfócitos B do rato produzem
anticorpos com a região hipervariável idêntica à humana, diminuindo assim os
riscos de resposta imunológica ao serem administrados nos pacientes
humanos. Essa técnica tem grande sucesso na produção de anticorpos
monoclonais humanos, sendo usada em sete dos nove produtos que são
comercializados (outros dois usando técnica de Phage Display).41
A técnica de Phage Display consiste em uso de bacteriófagos para
determinar interações proteína – proteína ou proteína – DNA. Nessa técnica,
insere-se o código de uma proteína de interesse no fago, que vai ‘exibir’ essa
proteína em seu exterior e ter o código genético dela no seu interior. Esses
fagos passam então por uma varredura em uma biblioteca de proteínas,
peptídeos e DNA, para detectar possíveis interações. Assim, pôde-se criar uma
biblioteca de fagos ‘exibindo’ anticorpos, que podem ser acessados para
coletar o anticorpo de interesse para a posterior síntese.41
Figura 8 – Classes de anticorpos monoclonais existentes hoje no mercado.
Fonte: Monoclonal antibody therapeutics: history and future, adaptado.39
34
3.3.2. Tratamentos com anticorpos monoclonais
3.3.2.1. Anticorpos monoclonais no tratamento de artrite reumatóide
A artrite reumatóide atinge aproximadamente 25 homens e 54 mulheres
a cada 100.000, e se apresenta entre os 30 e 50 anos de idade. É uma doença
sistêmica autoimune, inflamatória e crônica, que causa inflamação de tecidos e
órgãos, principalmente das juntas, causando dor e debilitando os movimentos.
A doença caracteriza-se por uma inflamação da membrana sinovial (membrana
que envolve as juntas), seguida de inchaço, secreção de altas quantidades de
fluidos sinoviais, e desenvolvimento de tecido fibroso. A patologia leva à
destruição da cartilagem envolvendo essas áreas e fusão das juntas.42
A falha na identificação de pacientes com artrite em estagio inicial pode
levar ao subseqüente desenvolvimento de artrite reumatóide. Pacientes
apresentando inchaço, dor e endurecimento poliarticular, em padrões
simétricos podem ser clinicamente diagnosticados com artrite reumatóide, o
que pode ser posteriormente confirmado com radiografias e exames
laboratoriais.43
Os anticorpos monoclonais que são comercializados atualmente para o
tratamento da artrite reumatóide são: adalimumabe, certolizumabe,
golimumabe e infliximabe. Esses medicamentos têm a função de bloquear o
fator de necrose tumoral (TNF), que é uma citocina inflamatória encontrada no
fluido sinovial de pacientes com artrite reumatóide, cuja inibição tem se
mostrado eficiente no tratamento dessa doença. Usualmente, o tratamento
demonstra resultados superiores se a droga for administrada em associação
com outras drogas modificadoras do curso da doença (DMCD).2
3.3.2.2. Anticorpos monoclonais em tratamentos oncológicos
Atualmente, alguns tipos de câncer estão sendo tratados com anticorpos
monoclonais, caso do câncer colorretal, câncer de mama e de pulmão. Como
um grande número de pacientes só tem a doença diagnosticada já em estágio
avançado, fazendo da cirurgia inviável, as drogas de ação neoplásica são o
único tratamento disponível, porém apresentam grande inconveniente por
comprometerem os tecidos saudáveis, além dos patológicos.2
35
Os anticorpos monoclonais são direcionados para células específicas,
aumentando assim a eficácia e diminuindo os efeitos adversos devidos à
destruição de células saudáveis. Medicamentos como bevacizumabe,
nimotuzumabe e cetuximabe já são comercializados no Brasil no tratamento de
câncer, apresentando melhor controle da doença, diminuindo a progressão e o
risco de morte.2
3.4. Técnica de DNA Recombinante
A técnica de DNA recombinante consiste basicamente em inserir, no
DNA de outro organismo, o gene da proteína humana de interesse, fazendo
com que esse organismo que recebeu o gene produza a proteína idêntica à
humana em cultivos laboratoriais ou industriais.16 Para os medicamentos
biológicos, os organismos que recebem o gene para produzir a proteína podem
ser Escherichia coli (bactéria), Saccharomyces cerevisiae (levedura), ou células
animais como células de ovário de hamster chinês (CHO), ou células de rim de
hamster bebê (BHK).1 As primeiras publicações descrevendo com sucesso a
replicação intracelular de DNA recombinante apareceram entre 1972 e 1973, e
nesses estudos foram utilizadas colônias de E. coli para a produção da
proteína recombinante.9, 44
Figura 9 – Atuação da enzima de restrição no DNA e no plasmídeo.
Fonte: Diagram of molecular cloning with bacteria and plasmids, disponível em http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a3/Gene_cloning.svg/3
20px-Gene_cloning.svg.png
O primeiro passo desse processo é identificar e isolar o código genético
da proteína de interesse. Isso ocorre pela utilização das enzimas de restrição
36
(usualmente endonucleases de restrição).45 Essas enzimas reconhecem e
cortam sequências de DNA definidas, normalmente deixando extremidades
coesivas (Sticky ends), as quais serão preenchidas ao se inserir esse
fragmento de DNA no vetor, conforme ilustrado na Figura 9. Atualmente, cerca
de 800 enzimas de restrição já foram identificadas, cada uma cortando o DNA
em um gene específico. Nesta etapa, um mRNA com o código da proteína
também pode ser um ponto de partida. Nesse caso, através de enzimas, o
código contido no mRNA é transcrito reversamente, gerando DNA
complementar (cDNA).1, 45
Em seguida, coletam-se os vetores, usualmente plasmídeos, que são
pequenos segmentos de DNA contendo código necessário para a replicação.
Na Figura 10 pode-se ver a estrutura de um plasmídeo, onde há um gene
denominado LacZ, que é responsável por sua cor azul. Dentro do LacZ, estão
os locais de clonagem, e os locais da restrição, que é onde atuará a mesma
endonuclease de restrição que atuou no DNA, abrindo a estrutura do
plasmídeo e deixando-o com extremidades coesivas. Como foi utilizada a
mesma enzima de restrição, as extremidades coesivas terão as mesmas bases
do gene de DNA previamente isolado, fazendo com que o gene de interesse
seja incluído nos plasmídeos. Alguns vetores, porém, se fecham logo após
serem abertos, não recebendo gene nenhum.45
Figura 10 – Estrutura do plasmídeo.
Fonte: Diagram of molecular cloning with bacteria and plasmids, disponível em http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a3/Gene_cloning.svg/3
20px-Gene_cloning.svg.png
Posteriormente os plasmídeos são introduzidos no meio junto com a
bactéria. Algumas bactérias são preenchidas com plasmídeo que foi
37
modificado, enquanto outras são preenchidas com plasmídeo sem o gene da
proteína de interesse, e outras não tomam plasmídeo nenhum. Como o gene
LacZ foi interrompido, no caso dos plasmídeos modificados, a bactéria mantém
sua cor original, enquanto que nos outros casos ela fica azul. A esse meio
introduz-se um antibiótico, fazendo com que as bactérias que não foram
introduzidas com plasmídeo nenhum não sobrevivam.1, 45
Em laboratórios, essas células são colocadas em placas de Petri de
ágar, e incubadas, a fim de começarem a formar colônias. Essas colônias
podem ser diferenciadas pela sua coloração, já que as bactérias com
plasmídeos sem o gene clonado formarão colônias azuis. As células contendo
o plasmídeo com o código da proteína recombinante de interesse são
coletadas e formam um banco de células de trabalho, o qual será multiplicado e
usado continuamente conforme as necessidades do fabricante. Em processos
industriais, devido ao alto nível de expressão heteróloga de proteínas que se
podem alcançar, essas células contendo o código da proteína humana
normalmente são células de S. cerevisiae ou E. coli. Elas passam então pelos
processos Upstream e Downstream, para a obtenção do produto final.1, 16
3.4.1. Processo Upstream
Um frasco é coletado do banco de células de trabalho, mantendo o
banco para produções futuras. As células desse frasco são utilizadas para
inocular um pequeno volume de meio de cultura estéril, gerando as culturas
iniciais em escalas de laboratório. Essa cultura inicial será então utilizada para
inocular o biorreator, para a produção dos lotes desejados, onde ocorrerá a
fermentação.1
O biorreator deve ser especificado para controlar os parâmetros do
processo a valores pré-determinados pelo fabricante. Parâmetros a serem
manipulados podem ser temperatura, pressão e volume, pH do meio, oxigênio
dissolvido, taxa de agitação, concentração celular, entre outros pertinentes ao
processo. As condições presentes no ambiente interno do reator dependem
não só da manipulação pelo operador, mas também das interações celulares
com o ambiente, e podem interferir no crescimento celular e na síntese de
proteínas.46
38
Dos parâmetros citados acima, a quantidade de oxigênio dissolvido
requer bastante atenção pois o oxigênio tem baixa solubilidade em água, o que
dificulta a sua transferência para a cultura celular. As culturas devem ser
aeradas de forma homogênea para evitar fermentação alcoólica ou ácida, e
isso faz com que os biorreatores sejam projetados para aumentar a taxa de
transferência de oxigênio.46
Adicionalmente, a operação do reator também pode influenciar o
ambiente interno. Processos em batelada, por exemplo, são utilizados para
aumentar a concentração celular, e o controle da concentração de nutrientes
pode aumentar a eficiência metabólica. Além disso, a estabilidade dos
plasmídeos também pode ser afetada pelo modo de operação do biorreator.
Em operações contínuas e em larga escala é comum a segregação dos
plasmídeos devido às várias gerações de culturas presentes. Um processo
para diminuir essa instabilidade dos plasmídeos poderia ser realizado em duas
etapas, uma para o crescimento celular e outra para a produção da proteína
recombinante.46
Além das culturas iniciais, nos biorreatores são também colocados os
nutrientes para o crescimento celular, além de água. A fermentação ocorre por
dias e durante esse processo ocorre acúmulo de biomassa. Essas células são
coletadas quando atingem o máximo rendimento de biomassa, e a partir daí
passam para o processo Downstream.47
3.4.2. Processo Downstream
Após a fermentação, o produto coletado da fermentação passa por uma
série de etapas, denominadas processo Downstream. O processo Downstream
compreende as etapas de coleta das células, subsequente separação,
concentração e purificação da proteína recombinante produzida, até a
formulação final do produto.
3.4.2.1. Recuperação
O início desse processo se dá com a recuperação da proteína de sua
fonte, o que depende se a proteína é produzida intra ou extracelular.1 Neste
39
trabalho, como a maioria dos medicamentos biológicos utiliza proteína
recombinante de culturas de E. coli ou S. cerevisiae, e nessas culturas a
proteína é produzida intracelular, o foco será dado às proteínas intracelulares.
Inicialmente coletam-se as células, através de centrifugação. Para a
coleta do produto intracelular, incluindo a proteína de interesse, as células
precisam ser rompidas, o que apresenta significante dificuldade devido à
parede celular.1 Alguns processos se mostraram efetivos nessa etapa como a
homogeneização e a agitação em moinho de esferas, com 65% e 50% das
células rompidas, respectivamente. Aumentar esse rendimento, sem
desnaturar as proteínas, tem sido um desafio do processo Downstream. Ao
final, detritos celulares e células não rompidas podem ser separados por
processos que não produzam uma alta força de cisalhamento, como a filtração,
processo mais utilizado em larga escala.48
3.4.2.2. Concentração
Nesta etapa, concentra-se o produto bruto em volumes menores, mais
convenientes para trabalhar e que podem ser processados a maior velocidade.
Um método comum é a precipitação por sais, como cloreto de lítio ou sulfato de
amônio. Nesse caso, o precipitado é coletado por centrifugação, o que irá para
a purificação.48
Outro método comumente usado nessa etapa é a ultrafiltração, que
remove células ou detritos celulares, mas deixam passar os componentes
macromoleculares, como as proteínas. Esses ultrafiltros, que tradicionalmente
eram construídos de materiais celulósicos, são construídos atualmente com
materiais poliméricos como polietilenoglicol ou policarbonato, devido à maior
estabilidade química e física, e baixa adsorção de proteínas.49
A Figura 11 ilustra como ocorre a ultrafiltração. Este processo apresenta
alta taxa de recuperação, e baixo tempo de processamento. A parte retida pode
ser reciclada e filtrada novamente para atingir maior rendimento.1, 49
40
Figura 11 – Esquema da Ultrafiltração.
Fonte: Pharmaceutical Biotechnology: Concepts and Applications, adaptado.1
3.4.2.3. Purificação
Com a proteína concentrada, ela deve ser purificada para que se remova
qualquer proteína que não seja de interesse, ou outros contaminantes. Esse
processo se dá normalmente por cromatografia em coluna, comumente
combinado em duas ou três variações da técnica.50 A Figura 12 ilustra,
sucintamente, a cromatografia em coluna, que baseia-se na separação das
proteínas pela sua adsorção nos grânulos da cromatografia.1
Figura 12 – Cromatografia em coluna.
Fonte: Pharmaceutical Biotechnology: Concepts and Applications, adaptado.1
41
Primeiramente aplica-se a amostra, contendo a proteína de interesse, na
coluna onde estão os grânulos. Estes grânulos adsorvem a proteína de
interesse, e a amostra é coletada na saída da coluna. Em seguida a coluna é
irrigada com outra fase móvel, apenas para remover qualquer impureza que
tenha ficado retida nos grânulos, mantendo a proteína de interesse ainda
adsorvida neles. Finalmente, passa-se outra irrigação na coluna, dessa vez
com propriedades que fazem com que a proteína adsorvida seja carregada,
sendo então coletada ao fim da coluna.51
Existem alguns tipos de cromatografia utilizados para os processos
Downstream em medicamentos biológicos, sendo a cromatografia por exclusão
e a cromatografia de troca iônica as duas técnicas mais utilizadas. A
cromatografia por exclusão baseia-se nas diferenças em massa molecular e na
forma para separar as proteínas, conforme Figura 13, enquanto a por troca
iônica é baseada na carga na superfície das proteínas a um determinado pH.
Proteínas diferentes apresentam cargas diferentes a um mesmo pH,
selecionando e separando a proteína de interesse.50
Figura 13 – Cromatografia por exclusão.
Fonte: Pharmaceutical Biotechnology: Concepts and Applications, adaptado.1
Como citado anteriormente, nos processos envolvendo medicamentos
biológicos, para garantir a máxima pureza e consequente segurança do
produto, é comum a combinação de duas ou mais técnicas de cromatografia.
42
Outras técnicas usadas são a cromatografia por afinidade, separando as
proteínas de acordo com suas interações bioespecífica com os grânulos;
cromatografia de interação hidrofóbica, que é baseada na superfície hidrofóbica
das proteínas; e a cromatofocagem, que separa as proteínas de acordo com
seus pontos isoelétricos.1
Após essas cromatografias, obtém-se uma proteína que é de 98 a 99%
pura. O próximo passo é a formulação do produto final, que envolve a adição
de excipientes, e a formulação na forma desejada do fabricante e que melhor
atenda às necessidades dos consumidores, que podem ser líquidos,
comprimidos, injetáveis, entre outros.1
3.5. Mercado Brasileiro
Segundo a Interfarma, Associação da Indústria Farmacêutica de
Pesquisa, o mercado de produtos biológicos no Brasil ainda é pequeno,
representando menos de 1% do mercado farmacêutico total. Porém, esse
mercado tem um crescimento muito acima do mercado farmacêutico total,
estimado para 80% até esse ano de 2015.2
Através do sítio eletrônico da ANVISA (Agência Nacional de Vigilância
Sanitária), e da lista de medicamentos registrados disponibilizada nesse sítio
eletrônico, chegou-se aos anticorpos monoclonais e hormônios (Insulina e
Gonadotropinas), que até o ano de 2015 estão registrados no Brasil. O país
tem um total de vinte e sete anticorpos monoclonais no mercado, oito variações
de Insulina e oito produtos classificados dentro das Gonadotropinas, além do
hormônio do crescimento (Somatropina), que é comercializado por sete
diferentes empresas farmacêuticas. As Tabelas 2 e 3 apresentam a relação
desses produtos, além dos nomes comerciais e das empresas responsáveis
pelo registro e comércio de cada um no Brasil. A Tabela 3 também apresenta
as principais indicações dos anticorpos monoclonais.
43
Tabela 2 – Hormônios registrados no Brasil.
Hormônios Nome Comercial Empresa
Insulina Asparte Novorapid Novo Nordisk
Novomix 30 Novo Nordisk
Insulina Bifásica Humulin 70/30 Eli Lilly Insunorm 70/30 Aspen Pharma
Wosulin 70/30 UCB-Meizler Insulina Degludeca Tresiba Novo Nordisk Insulina Detemir Levemir Novo Nordisk
Insulina Glargina Lantus Sanofi-Aventis Veluxus Medley
Insulina Glulisina Apidra Sanofi-Aventis
Insulina Humana
Humulin R/N Eli Lilly Insunorm R/N Aspen Pharma
Novolin R/N Novo Nordisk Wosulin R/N UCB-Meizler
Insulina Lispro Humalog Eli Lilly
Somatropina
Biomatrop Biosintética
Eutropin Aspen Pharma
Genotropin Pfizer Hormotrop Bergamo Norditropin Novo Nordisk Omnitrope Sandoz Saizen Merck
Alfacorifolitropina Elonva Schering-Plough Alfacoriogonadotropina Ovidrel Merck Gonadotropina Coriônica Choriomon UCB-Meizler
Gonadotropina Sérica Menogon Ferring Menopur Ferring
Alfalutropina Luveris Merck
Alfafolitropina Gonal F Merck Pergoveris Merck
Betafolitropina Puregon Schering-Plough
Urofolitropina Bravelle Ferring Fostimon-M UCB-Meizler
Fonte: Do autor, adaptado de ANVISA
44
Tabela 3 – Anticorpos Monoclonais registrados no Brasil.
Anticorpo Monoclonal
Nome Comercial Empresa Principais Indicações
Abciximabe Reopro Eli Lilly Antiagregante plaquetário
Adalimumabe Humira Abbvie Artrite Reumatóide, Psoríase, Doença de Crohn, Espondilite Anquilosante
Alentuzumabe Lemtrada Genzyme Esclerose Múltipla
Basiliximabe Simulect Novartis Prevenção de rejeição em transplantes e órgãos
Belimumabe Benlysta GlaxoSmithKline Linfoma Não-Hodgkin Bevacizumabe Avastin Roche Câncer metastático Brentuximabe Vedotina Adcetris Takeda Câncer hematológico Canaquinumabe Ilaris Novartis Artrite Reumatóide Certolizumabe Cimzia AstraZeneca Doença de Crohn Cetuximabe Erbitux Merck Câncer metastático
Denosumabe Prolia GlaxoSmithKline Osteoporose, Metástase
óssea Xgeva Lab. Stiefel
Golimumabe Simponi Janssen-Cilag Artrite Reum., Artrite Psoriática, Espondilite Anquilosante
Infliximabe Remicade Janssen-Cilag Artrite Reum., Psoríase,
Doença de Crohn, Espondilite Anquil.
Remsima (Bioss.) Celltrion
Ipilimumabe Yervoy Bristol-Myers Squibb Melanoma
Natalizumabe Tysabri Biogen Doença de Crohn, Esclerose Múltipla
Nimotuzumabe Cimaher Eurofarma Glioma Pediátrico Refratário Obinutuzumabe Gazyva Roche Leucemia Linfoide crônica Ofatumumabe Arzerra GlaxoSmithKline Leucemia Linfoide crônica Omalizumabe Xolair Novartis Asma alérgica
Palivizumabe Synagis Abbvie Prevenção ao vírus sincicial respiratório
Panitumumabe Vectibix Amgen Câncer colorretal Pertuzumabe Perjeta Roche Câncer Ranibizumabe Lucentis Novartis Degeneração Macular
Rituximabe Mabthera Roche Linfomas, Leucemias, Doenças Autoimunes
Tocilizumabe Actemra Roche Artrite Reumatóide
Trastuzumabe Herceptin
Roche Câncer de mama Kadcyla
Ustequinumabe Stelara Janssen-Cilag Esclerose Múltipla, Psoríase, Artrite Psoriática
Fonte: Do autor, adaptado de ANVISA.
45
Analisando-se a Tabela 3, nota-se a presença de apenas uma empresa
originalmente brasileira (Eurofarma), no meio de todas as outras multinacionais
que comercializam esses produtos no país. Além disso, todos os produtos
listados nessa tabela são produzidos fora do país, e importados. Isso tende a
mudar, com a recente criação de dois laboratórios brasileiros, Bionovis e
Orygen, que são joint ventures de companhias brasileiras visando a produção
de medicamentos biológicos em território nacional. De acordo com o sítio
eletrônico da Bionovis, e do pipeline disponibilizado, algumas moléculas já
estão em estudo para serem desenvolvidas no Brasil, e a empresa tem
parcerias com a Merck e a Janssen-Cilag para produção de anticorpos
monoclonais no país. A Orygen tem um acordo de cooperação tecnológica com
a empresa Pfizer para produzir internamente cinco anticorpos monoclonais.
3.5.1. Diferentes tipos de Insulina no mercado
Na Tabela 2 são mostrados os diferentes tipos de insulina
comercializados no Brasil. Além da insulina humana, foram desenvolvidos em
meados dos anos 2000 os chamados Análogos de Insulina, que são
modificações na sequência de aminoácidos da insulina, para atender às
necessidades específicas dos pacientes e reproduzir com mais fidelidade a
secreção da insulina no corpo humano. Essas modificações na cadeia de
aminoácidos produziram as insulinas Detemir, Degludeca e Glargina, que são
análogos de ação longa, para controle geral durante o dia (insulina basal); e
análogos de ação rápida, as insulinas Asparte, Glulisina e Lispro, para controlar
o nível glicêmico logo após as refeições (insulina pós-prandial).52
Muito anterior aos análogos, em 1946 um tipo de insulina modificada foi
introduzida: a insulina NPH (Protamina Neutra Hagedorn). Essa insulina NPH
tem ação intermediária, controlando a duração da ação e reduzindo o efeito de
pico, uma alternativa na época em que até então existia apenas a insulina
humana regular, que tem ação rápida.53 Na Tabela 2, no campo da Insulina
Humana pode-se ver R/N, indicando que os produtos são comercializados na
versão R (insulina humana regular, por exemplo Insunorm R), e na versão N
(insulina NPH, por exemplo Novolin N). Além disso, também há no mercado as
insulinas bifásicas, e os três fabricantes desse tipo de insulina no Brasil as
oferecem na versão 70/30, ou seja, 70% NPH e 30% regular.
46
3.5.2. Diferentes tipos de Gonadotropinas no mercado
As diferentes gonadotropinas apresentadas na Tabela 3, são as
diferentes formulações com os hormônios LH, FSH ou hCG. Essas formulações
diferenciam-se também na procedência do hormônio, pois alguns são
coletados de urina humana enquanto outros são recombinantes, conforme
abaixo:
Alfacorifolitropina: Primeira proteína recombinante híbrida com ação
de estimulação de folículo, sem ação do hormônio luteinizante. É uma
fusão de FSH com hCG que apresenta uma vantagem de ter uma ação
longa, sendo necessária apenas uma injeção nos primeiros setes dias
da estimulação, ao contrário das injeções diárias requeridas por outros
medicamentos. Apresentou, em estudo, taxa de gravidez similar ao FSH
recombinante;54
Alfafolitropina, Betafolitropina, Urofolitropina: São três preparações
do FSH, porém a urofolitropina é coletada da urina de mulheres na pós
menopausa, e a alfafolitropina e a betafolitropina são recombinantes.
Estudos mostram que as preparações recombinantes são mais puras,
porém mais caras, e também mostram que as preparações apresentam
eficácia semelhante, com a betafolitropina se sobressaindo levemente
como a mais potente;55
Alfacoriogonadotropina e Gonadotropina Coriônica: Ambas são
preparações do hormônio hCG, usados na maturação final do folículo e
consequente ovulação. A diferença entre as duas é que a Gonadotropina
Coriônica é coletada da urina de mulheres grávidas, e a
Alfacoriogonadotropina é produzida a partir de técnica recombinante;56
Alfalutropina: Preparação de LH via proteína recombinante.
Administrado através de injeção;56
Gonadotropina Sérica: Preparações de FSH e LH, coletados da urina
de mulheres na pós menopausa.56
3.5.3. Evolução do mercado de hormônios e anticorpos monoclonais
Para coleta de dados e subsequente estudo de vendas e crescimento
dos produtos foco deste trabalho, foi utilizada a plataforma da IMS Health,
47
plataforma mundialmente utilizada por empresas farmacêuticas. A planilha
completa, conforme foi coletada do IMS Health, está na Tabela 4.
Tabela 4 – Dados coletados do IMS Health.
UNIDADES VENDIDAS
(MIL) 2011
UNIDADES VENDIDAS
(MIL) 2012
UNIDADES VENDIDAS
(MIL) 2013
MERCADO (MIL US$)
2011
MERCADO (MIL US$)
2012
MERCADO (MIL US$)
2013
VENDAS BRASIL - TOTAL 6486,721 8235,088 10081,648 235114,876 248633,238 270298,771 INSULINA HUMANA ISOFANA 2699,387 4244,738 5603,374 38927,607 52576,975 64082,787 SOMATROPINA 140,222 169,987 188,217 50283,422 56426,645 61486,193 INSULINA GLARGINA 996,945 1174,197 1381,617 47133,157 46873,182 49875,340 ALFAFOLITROPINA 58,503 75,974 81,248 21196,563 20122,468 19729,645 INSULINA DETEMIR 582,335 492,850 460,136 16757,014 12321,286 10375,166 INSULINA LISPRO 669,956 751,962 764,594 11371,619 10881,511 10181,436 TRASTUZUMABE 1,710 2,579 2,351 8051,308 10463,710 8872,835 INSULINA ASPARTE 854,245 765,791 697,845 14249,548 10717,386 8763,845 INSULINA HUMANA 352,985 495,687 665,737 5238,161 6301,490 7747,581 RITUXIMABE 4,486 4,858 4,821 7005,066 6547,910 5883,055 BETAFOLITROPINA 15,057 14,445 20,192 4980,168 3964,048 5063,489 DENOSUMABE 0,000 4,916 20,623 0,000 1258,340 5018,381 INSULINA NPH 351,514 359,001 373,975 5659,430 5031,708 4840,552 ALFACORIOGONADOTROP. 28,785 32,868 31,287 4422,408 4387,263 3928,530 INSULINA GLULISINA 177,694 93,347 215,386 1890,228 1277,197 1892,685 ADALIMUMABE 0,770 1,236 1,284 1143,365 1606,032 1524,904 INFLIXIMABE 0,426 0,695 1,096 657,311 909,163 1333,197 CETUXIMABE 3,964 3,289 3,935 1420,234 1240,088 1314,688 RANIBIZUMABE 0,270 0,407 0,741 441,865 584,828 985,719 ALFACORIFOLITROPINA 0,000 0,000 1,011 0,000 0,000 618,658 TOCILIZUMABE 0,697 0,923 1,446 389,769 444,694 611,012 OMALIZUMABE 0,619 0,658 0,814 495,880 462,687 525,498 GONADOTROP. CORIÔNICA 0,112 0,006 19,619 2,171 0,054 481,806 PALIVIZUMABE 0,112 0,076 0,128 247,802 137,815 219,969 IPILIMUMABE 0,000 0,000 0,014 0,000 0,000 124,235 GOLIMUMABE 0,000 0,020 0,092 0,000 28,122 117,243 CANAQUINUMABE 0,000 0,000 0,007 0,000 0,000 107,242 PANITUMUMABE 0,016 0,112 0,178 9,195 55,720 86,902 PERTUZUMABE 0,000 0,000 0,017 0,000 0,000 60,670 USTEQUINUMAB 0,007 0,013 0,013 40,047 63,357 57,301 NATALIZUMABE 0,063 0,025 0,026 133,050 45,057 43,291 CERTOLIZUMABE 0,000 0,056 0,112 0,000 21,926 39,468 BELIMUMABE 0,000 0,000 0,057 0,000 0,000 23,068 BASILIXIMABE 0,004 0,000 0,009 9,909 0,000 17,948 ABCIXIMABE 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 ALENTUZUMABE 0,006 0,051 0,000 4,642 33,364 0,000
Fonte: IMS Health, adaptado.
O Gráfico 1 ilustra a venda desses produtos, distribuído por categorias
(Insulinas, Gonadotropinas, Somatropina e Anticorpos Monoclonais), e seu
48
crescimento entre os anos de 2011 a 2013. Os valores de vendas
apresentados no gráfico estão em milhares de dólares.
Gráfico 1 – Mercado de Hormônios e Anticorpos Monoclonais no Brasil.
Fonte: Do autor.
Como é possível observar, as insulinas comandam o mercado dos
produtos foco deste trabalho, alcançando um total de US$ 157.759.392,00 em
vendas no ano de 2013, um aumento de 11% em relação ao ano de 2011.
Segundo a Federação Internacional de Diabetes, o Brasil apresentou 11,9
milhões de casos da doença em 2013, com uma taxa de 8,7% da população de
20 a 79 anos apresentando a condição. Estima-se ainda que 46% das pessoas
vivendo com Diabetes não tenha conhecimento da sua condição, vivendo com
a doença sem tratamento.57 Essa alta incidência da doença no país explica as
grandes vendas de insulina. De acordo com os dados coletados, a insulina
NPH é a mais vendida no país, chegando a US$ 64.082.787,00 em 2013,
seguida da insulina Glargina e da Detemir. A insulina humana regular é a
terceira menos vendida, devido às outras apresentações de insulina, com ação
determinada a atender melhor os pacientes. As insulinas Glulisina e Degludeca
são as menos vendidas no Brasil.
Ainda pelo Gráfico 1, pode-se notar que o mercado de Gonadotropinas
tem se mantido estável nos três anos apresentados, gerando US$
29.822.128,00 em 2013. Já a Somatropina é um hormônio com grande
mercado no Brasil, com crescimento de 22% de 2011 a 2013, e com um
0,000
20000,000
40000,000
60000,000
80000,000
100000,000
120000,000
140000,000
160000,000
180000,000
2011 2012 2013
Insulinas
Somatropina
Gonadotropinas
Anticorpos Monoc.
mil US$mil US$mil US$mil US$mil US$mil US$mil US$mil US$mil US$mil US$mil US$mil US$mil US$mil US$
49
mercado de US$ 61.483.193,00 no ano de 2013. Além da deficiência desse
hormônio, que é indicação registrada na ANVISA para uso desse
medicamento, a Somatropina é mundialmente utilizada como anabolizante e
suplemento alimentar, indicando o crescimento de músculos e
rejuvenescimento da pele. Fisiculturistas e atletas abusam do uso desse
medicamento, seja por prescrição médica ou por compras em sítios eletrônicos
ilegais, de musculação e fisiculturismo, que oferecem o produto importado sem
registro na ANVISA. O abuso desse hormônio pode causar problemas graves,
como o crescimento acelerado de tumores que já possam haver no corpo do
usuário, ou mesmo Diabetes, devido ao pâncreas não conseguir produzir
insulina suficiente para controlar a alta taxa de glicose no sangue ocasionado
pela injeção de altas doses de somatropina.58
Gráfico 2 – Registros de Anticorpos Monoclonais no Brasil, EUA e Europa.
Fonte: Do autor
Em relação aos anticorpos monoclonais, pelo Gráfico 1 pode-se
observar que esses produtos apresentaram também um crescimento nos anos
de 2011 a 2013, com um mercado de US$ 27.452.989 em 2013, representando
um aumento de 35% em relação a 2011, maior aumento entre os produtos foco
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
19
94
19
95
19
96
19
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19
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20
00
20
01
20
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20
10
20
11
20
12
20
13
20
14
20
15
EUA UE Brasil
50
deste trabalho. Pelo Gráfico 2, pode-se observar o crescimento do número de
registros de anticorpos monoclonais no Brasil, Estados Unidos da América
(EUA), e União Europeia (UE). O primeiro dessa classe de produtos registrado
nessas três regiões foi o Muromonab-CD3, que não está incluído no Gráfico 2,
em 1986 nos Estados Unidos e UE, e em 1988 no Brasil. O Muromonab-CD3
era indicado para reversão de rejeição em transplantes de rim, porém foi
descontinuado. Outros anticorpos monoclonais que foram registrados, porém
descontinuados, e estão mostrados no Gráfico 2 são: Daclizumabe,
Efalizumabe, Gemtuzumabe e Alentuzumabe. O Alentuzumabe é um caso
diferente, pois foi registrado em 2006, indicado para Leucemia Mieloide Crônica
e descontinuado. Então, em 2014, foi novamente registrado, indicado para
pacientes com Esclerose Múltipla. O Brasil, até o ano de 2015, conta com 34
anticorpos monoclonais registrados no país, sendo que 4 desses foram citados
acima como descontinuados, e 30 encontram-se listados na Tabela 2. Um
desses produtos, o Remsima, aprovado em 2015, é o primeiro biossimilar de
anticorpo monoclonal aprovado no Brasil e no mundo. Apesar de o país
oferecer um número razoável de produtos nessa classe, fica atrás dos Estados
Unidos, com 43 anticorpos monoclonais aprovados até 2015, e da União
Européia, com 37.59
3.6. Ensaios Clínicos no Brasil
Para que um medicamento seja registrado no país, e possa ser
produzido e comercializado, ele deve ter sua eficácia e segurança confirmadas
através de ensaios clínicos. Esses ensaios são pesquisas realizadas em seres
humanos que, além de atestar a eficácia e segurança do produto, podem
também identificar quaisquer efeitos farmacológicos, farmacodinâmicos e
também as reações adversas que podem vir a ocorrer. Além disso, esses
ensaios também estudam como o medicamento é absorvido, metabolizado e
eliminado do organismo humano.
No Brasil, esses ensaios precisam ser registrados e autorizados pela
Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), e devem ser
cuidadosamente planejados e acompanhados por profissional de saúde.
Mundialmente os testes clínicos são divididos em fases de I a IV, e há também
a fase pré-clínica, realizada antes da fase I, em animais.
51
Fase Pré-Clínica: Após o estudo de uma nova molécula, e de
resultados potencialmente positivos nos testes in vitro, procede-se à
fase pré-clínica onde a molécula é testada em animais. Nessa fase
usualmente são utilizadas altas doses do produto, e o principal objetivo é
testar a eficiência e toxicidade da molécula. Resultados positivos nessa
fase são indispensáveis para que a Fase I seja iniciada, e o resultado
negativo faz com que os estudos em determinada molécula sejam
descontinuados.
Fase I: Nessa fase os testes são realizados em humanos saudáveis,
com o objetivo principal de mensurar os intervalos de dosagem que são
seguros, e a partir de qual dosagem a substância se torna tóxica. É
avaliada também a farmacocinética do produto. Inicia-se normalmente
com uma baixa dose, o que vai aumentando gradativamente. A Fase I
utiliza um número pequeno de voluntários, que varia de vinte a cem
pessoas.
Fase II: Na Fase II são realizados testes em um número maior de
humanos, que varia de cem a trezentos. Ao invés de pessoas saudáveis,
realizam-se os testes em pessoas que apresentem a determinada
condição patológica para a qual a substância está sendo testada. O
objetivo é demonstrar a eficiência e eficácia do produto em curto prazo,
além de confirmar a segurança. Testes de biodisponibilidade e
bioequivalência também são realizados.
Fase III: Estudos na Fase III são normalmente realizados
internacionalmente, com diferentes populações, em larga escala. O
número de indivíduos pode variar de mil a dois mil, e devem apresentar
a condição patológica necessária. Nessa fase é estabelecido o perfil
terapêutico (indicações, posologia, efeitos adversos mais frequentes),
além de serem realizadas comparações com competidores no mercado.
O sucesso nessa fase pode levar ao registro e comércio do
medicamento no país.
Fase IV: Também chamada de Ensaio Clínico Pós-Comercialização,
essa fase é realizada depois que o produto já foi registrado e passa a
ser comercializado. Esse é um estudo de verificação, onde se avaliam
efeitos adversos menos frequentes e que podem se apresentar em
longo prazo, além de tratamentos para efeitos adversos mais
52
recorrentes, e a frequência com que se apresentam. Durante esse
estudo, caso um produto apresente um efeito adverso grave, o comércio
do medicamento pode ser proibido. Também podem ser realizados
testes em populações em condições diferentes das da Fase III
(mulheres grávidas, por exemplo), ou testes para avaliar a administração
da substância em conjunto com outros medicamentos.
No Brasil, foi publicada uma nova Resolução da Diretoria Colegiada
(RDC), em fevereiro de 2015, definindo os procedimentos para a realização
desses testes. A RDC Nº 9 de 20 de fevereiro de 2015 está disponível no site
da ANVISA.
Antes de iniciar um estudo clínico no Brasil, a empresa solicitante, ou
patrocinador, deve entregar à ANVISA um Dossiê de Desenvolvimento Clínico
de Medicamento (DDCM), apresentando o medicamento experimental e todos
os dados obtidos nas fases pré-clínicas, garantindo a segurança dos
participantes. Junto com o dossiê devem ser apresentados, devidamente
preenchidos, dois formulários que estão disponíveis no sítio eletrônico da
ANVISA, o formulário de petição e o formulário de apresentação de ensaio
clínico. A ANVISA, ao receber o DDCM, tem cento e oitenta dias (para
medicamentos biológicos, noventa dias para sintéticos), para avaliar o DDCM e
publicar seu parecer. O ensaio pode ser iniciado após aprovação da ANVISA.60
Mundialmente existem empresas que realizam os testes clínicos para as
empresas farmacêuticas. No Brasil, uma Organização Representativa de
Pesquisa Clínica (ORPC), deve estar instalada em território nacional. Uma
companhia farmacêutica que não tenha instalações no Brasil, ou mesmo uma
que não tenha instalações para realizar seus testes clínicos, pode recorrer aos
serviços de uma ORPC, que assume as atribuições do patrocinador, junto à
ANVISA, referentes aos ensaios clínicos.60
3.7. Registro de Medicamentos Biológicos no Brasil
No Brasil, a resolução vigente para o registro de medicamentos
biológicos junto à ANVISA é a RDC nº 55 de 16 de dezembro de 2010. Essa
RDC é a terceira resolução a tratar do registro dos produtos biológicos no país;
53
as anteriores foram a RDC nº 80 de 2002 e a RDC nº 315 de 2005. O objetivo
principal da RDC nº 55 é regulamentar o registro de produtos biológicos no
Brasil, garantindo a eficácia e segurança destes medicamentos. O registro é
indispensável para a produção e comércio de qualquer medicamento no Brasil,
de acordo com a lei 6.360/76. O registro tem validade de cinco anos, e pode
ser revalidado por períodos iguais quando faltarem seis meses para expirar o
registro. Dentro da RDC nº 55de 2010 são considerados:
Produtos biológicos novos, que são produzidos a partir de molécula que
tenha atividade biológica conhecida, porém sem registro no Brasil;
Produtos biológicos (não novos), que são produzidos a partir de
molécula cuja atividade biológica é conhecida, e já registrada no Brasil.61
A Tabela 5 apresenta os requerimentos da ANVISA para registro dos
medicamentos biológicos novos e não novos, de acordo com a RDC nº
55/2010.
Tabela 5 – Requerimentos para registro.
Produtos Biológicos Novos
Produtos Biológicos (não novos)
Comparabilidade Individual
Manufatura e Qualidade Necessários Comparativos De acordo com padrões Estudos Pré-Clínicos Necessários Comparativos Podem ser reduzidos
Estudos Clínicos I e II Necessários Comparativos Podem não ser comparativos
Estudos Clínicos III Necessários Comparativos Comparativos com exceções
Estudos de Imunogenicidade Necessários Comparativos Necessários Mesmo comparador Não Sim Não especificado Plano de Farmacovigilância Necessário Necessário Necessário Extrapolação de Indicações Não se aplica Possível Não é possível
Fonte: Entendendo os Medicamentos Biológicos, adaptado.62
Para o desenvolvimento e subsequente registro dos produtos biológicos
não-novos, duas vias podem ser seguidas:
54
Via de desenvolvimento individual, na qual devem ser apresentados
dados totais de desenvolvimento, produção, além de resultados de
testes clínicos e não clínicos que demonstrem a eficácia e segurança do
produto;
Via de desenvolvimento por comparabilidade, na qual um produto é
eleito como o produto biológico comparador (PBC), já registrado na
ANVISA, e então são realizados testes de comparabilidade entre o PBC
e o produto para o qual pretende-se pedir o registro, atestando a
segurança, eficácia e qualidade entre os dois produtos.61
55
4. Conclusão
O mercado brasileiro farmacêutico é o maior da América Latina e um
dos maiores do mundo, apresentando um constante crescimento. Não
diferente, o segmento de medicamentos biológicos é o que mais cresce,
representando grande potencial tanto para empresas do ramo.
Produtos importados de grandes empresas multinacionais, com pequena
participação de empresas brasileiras na distribuição, e nenhuma em
relação à produção.
Empresas multinacionais têm em seu pipeline um grande número
desses medicamentos em pesquisa e desenvolvimento, principalmente
anticorpos monoclonais, o que ocasionalmente resulta na produção de
uma nova molécula e consequente exportação. Algumas empresas
brasileiras, de acordo com os pipelines fornecidos em seus sítios
eletrônicos, têm pouca ou nenhuma pesquisa nesse ramo, que tem alto
valor e um mercado em crescimento.
Predominância de pesquisas em medicamentos genéricos nas
empresas brasileiras.
Mercado em crescimento, e com potencial de crescer ainda mais com o
passar dos anos, porém é dominado por multinacionais. Participação
muito pequena de empresas brasileiras, cenário que tende a mudar com
a criação dos dois novos laboratórios brasileiros, com parcerias para
produção, em território nacional, de produtos que são produzidos no
exterior; e pesquisas em novas moléculas.
56
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