La eritropoyetina humana recombinante (EPO rh) se usa para tratar pacientes con insuficiencia renal, que requieren de diálisis, y en otras anemias, como las asociadas a las terapias de cáncer y sida. También se la utiliza en el tratamiento o la prevención de la anemia del prematuro.
En la actualidad numerosas líneas de investigación en el mundo la postulan como candidata terapéutica para otras patologías. Su uso llevó a que los pacientes requiriesen menor cantidad de transfusiones y, en consecuencia, estuviesen menos expuestos a los inconvenientes que implica recibir sangre de dadores.
Los métodos de producción actuales son costosos, en especial porque demandan sucesivas etapas de purificación. El procedimiento desarrollado por los investigadores de la Universidad de Buenos Aires y del Litoral, ambas de la República Argentina, y los expertos de la Universidad de Barcelona, España, ha logrado simplificar notablemente la etapa de purificación de la EPO rh.
La eritropoyetina adquirió nombradía en la prensa mundial, desafortunadamente, por varios escándalos de dopaje en el deporte, en especial en el ciclismo de alta competición, por lo que fue llamada “droga del ciclista”, dada su capacidad de incrementar la producción de glóbulos rojos en corto tiempo. Por citar uno de los casos más resonantes y aciagos: el del recordado ciclista italiano Marco Pantani, “Il Pirata”, a quien se consideró uno de los mejores escaladores de todos los tiempos. Había sido campeón del Giro de Italia y del Tour de Francia en 1998. En 1999, luego de haber ganado en cuatro etapas del Giro y haberse constituido en líder de la competencia, fue descalificado al superar la tasa permitida de hematocrito, lo que muy probablemente significaba que había consumido EPO, sustancia prohibida dado que produce una mejora significativa de la marca deportiva en los ejercicios de larga duración. El 14 de febrero de 2004, a los 34 años, Pantani fue hallado muerto en la habitación de un hotel en Rímini, debido a una sobredosis de antidepresivos y cocaína, droga a la que era adicto.
La producción de eritropoyetina recombinante humana (EPO rh) requiere de un complejo proceso de separación y purificación de esta hormona para aislarla del medio de cultivo en el cual es producida. “Estos procedimientos pueden demandar entre un 60 y 80 % de los costos totales de producción. Esto es debido a que los criterios de calidad requeridos para los productos que tendrán uso terapéutico son muy estrictos”, explican María Martínez-Ceron, Mariela Marani, Marta Taulés, Marina Etcheverrigaray, Fernando Albericio, Osvaldo Cascone y Silvia Camperi, en un artículo reciente de la revista ACS Combinatorial Science.
La EPO rh se indica en el tratamiento de anemias causadas por insuficiencia renal crónica o aguda, en las anemias inflamatorias y en aquellas producidas por las terapias destinadas a tratar el cáncer, la hepatitis C y el sida. Debido a que su administración es parenteral, la hormona debe tener un grado de pureza mayor al 99 % y es, por lo tanto, la purificación, el paso crítico en su proceso de producción.
El equipo de investigación es multidisciplinario e interinstitucional: Cascone, Camperi, Martínez-Ceron y Marani pertenecen a la cátedra de Microbiología Industrial y Biotecnología, de la Facultad de Farmacia y Bioquímica (FFYB) de la Universidad de Buenos Aires y Etcheverrigaray investiga en el Laboratorio de Cultivos Celulares de la Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional del Litoral, ambas instituciones de enseñanza universitaria pública de la Argentina. Por su parte, Marta Taulés trabaja en el Centro Científico y Tecnológico del Instituto de Investigaciones Biomédicas, de la Universidad de Barcelona, y Fernando Albericio, en el Departamento de Química Orgánica y el Parque Científico de esa misma universidad española.
“Normalmente, el proceso de purificación consiste en múltiples etapas de separación. En consecuencia, se hace necesario mejorar cada etapa, individualmente considerada, pero también combinar estos pasos de modo adecuado para incrementar la eficacia global del proceso”, explica Cascone, profesor asociado consulto de Microbiología Industrial y Biotecnología de la FFyB e investigador superior del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET).
El método desarrollado por este equipo de investigación opera en tres pasos: en primera instancia se obtiene un sobrenadante de cultivo libre de células por centrifugación o filtración. “El segundo paso consiste en acondicionar ese sobrenadante por diafiltración y, el tercero, en purificar la EPO rh por cromatografía de afinidad con péptidos inmovilizados en un soporte adecuado. Estos péptidos son seleccionados por screening de una biblioteca combinatoria sintética”, detalla Camperi, jefa de trabajos prácticos de Microbiología Industrial y Biotecnología de la FFyB e investigadora independiente del CONICET.
Es decir que este proceso resulta particularmente eficiente debido, por un lado a la alta selectividad que se establece entre la proteína y el péptido; y por otro, dado que conjuga las etapas de captura y de purificación fina en un solo paso, simplificándolo de modo notable y haciendo que los costos de producir eritropoyetina recombinante humana desciendan de modo considerable.
Recuadro
Eritropoyetina: En 1906 Canot y Deflander iniciaron el estudio del control endócrino de la eritropoyesis y postularon la existencia de un factor al que llamaron hematopoyetina. En la década de 1950, Reissman, Ersler y Jacobson definieron el origen de la hormona conocida hoy como eritropoyetina.
La EPO, por entonces, debía obtenerse de la orina humana. De hecho, la EPO humana nativa fue purificada por primera vez en 1977 por T. Miyake y colaboradores a partir de orina de pacientes que sufrían de anemia aplásica severa. Desde que F. Lin descubriera el gen, en 1984, se pudo obtener la EPO recombinante humana (EPO rh) de uso terapéutico, que es equivalente inmunológica y funcionalmente a la que fabrica el organismo.
La EPO es el principal regulador fisiológico del proceso de maduración y diferenciación de los progenitores hematopoyéticos eritroides en la médula ósea. Además, mantiene los niveles fisiológicos de los glóbulos rojos circulantes. Es una glicoproteína que puede detectarse en sangre circulante y en orina. Su gen se encuentra en el cromosoma 7 (q11- q22) y codifica una proteína de 193 aminoácidos.
En el organismo, el lugar de producción de la EPO varía durante las etapas vitales, así por ejemplo, en las primeras etapas del período fetal el principal productor es el hígado; mientras que en el último período, son los riñones. En la adultez, entre el 80 y 90 % es generado por los riñones, y los tejidos extrarrenales producen entre el 10 y el 15%. También se ha postulado que otros tejidos podrían producir EPO, pero en cantidades menos significativas.
Fuente bibliográfica
Martínez-Ceron, María C.; Marani, Mariela M.; Taulés, Marta; Etcheverrigaray, Marina; Albericio, Fernando; Cascone, Osvaldo; Camperi, Silvia A. “Affinity chromatography based on a combinatorial strategy for rErythropoietin purification”. ACS Combinatorial Science, 2011, 13, 251-258
Financiamiento
Las investigaciones de base y el desarrollo resultante fueron financiados parcialmente con subsidios de la Universidad de Buenos Aires, el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT), de la República Argentina.
* Amalia B. Dellamea es comunicadora social, especializada en Periodismo y en Divulgación Científica y Tecnológica, área profesional en la que ejerce ininterrumpidamente desde hace 27 años. Es Magister en Educación Social y Animación Sociocultural con orientación en Educación para la Salud.
Por Amalia Beatriz Dellamea *
Centro de Divulgación Científica
Facultad de Farmacia y Bioquímica
Universidad de Buenos Aires
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