Esfuerzos para encontrar medicamentos del futuro
HMS lanza grandes esfuerzos para encontrar y entregar los medicamentos del futuro
El futuro de la medicina no puede llegar lo suficientemente rápido.
Durante los últimos 20 años, los avances revolucionarios en los campos de la genómica, la biología molecular y la biología computacional han marcado el comienzo de una nueva era de descubrimientos biomédicos y han ampliado nuestro conocimiento sobre cómo funcionan la salud y las enfermedades humanas a nivel molecular, genético y celular. Sin embargo, en relación con la enorme magnitud y el vertiginoso ritmo de estos descubrimientos, pocos de esos conocimientos se han convertido en tratamientos que mejoran directamente la salud humana.
A medida que los investigadores de la Escuela de Medicina de Harvard continúan contribuyendo a esta rápida aceleración en las ciencias fundamentales de la vida, la escuela está desarrollando un conjunto complementario de programas diseñados para acelerar la transición de conocimientos básicos en el laboratorio a terapias que salvan vidas en la primera línea clínica.
“Millones de personas en todo el mundo padecen enfermedades graves para las que no disponemos de terapias eficaces”, dijo George Q. Daley, decano de la Facultad de Medicina de Harvard. “A medida que continuamos ampliando las fronteras del descubrimiento fundamental, también necesitamos nutrir ideas con potencial terapéutico para acelerar su paso del laboratorio a la clínica”.
Gran necesidad insatisfecha
Para satisfacer las necesidades médicas básicas de miles de millones de personas en todo el mundo, necesitamos medicamentos mejores y más baratos, y los necesitamos rápidamente, dijo Daley.
La necesidad está impulsada por el envejecimiento de la población en muchos países industrializados y los cambios demográficos en los países de ingresos bajos y medios, y por fuerzas globales como el cambio climático y otras crisis sociales y ambientales.
Se alimenta de una mayor comprensión de la carga de morbilidad en áreas desatendidas como la salud mental, las enfermedades no transmisibles y las enfermedades quirúrgicas, y por el creciente énfasis de la comunidad internacional en la equidad en la salud mundial y una nueva visión de la salud como un derecho humano.
La Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. Aprobó 53 nuevos medicamentos y otros tratamientos en 2020, el segundo número más alto de la historia, apenas por debajo del máximo histórico de 2018 de 59 y empatando con el total de 1996.
“Si bien el mundo necesita una avalancha de nuevas opciones de tratamiento, el ritmo actual de progreso parece un goteo, especialmente en comparación con el flujo constante de conocimientos generados en los laboratorios de todo el mundo”, dijo Daley. “Ninguna institución, y mucho menos un solo laboratorio o un investigador solitario, tiene todo el conocimiento y los recursos necesarios para abordar los complejos problemas que desconciertan a la medicina moderna. Para resolverlos, necesitamos nuevas formas de pensar y trabajar juntos “.
Algunas de las lagunas de tratamiento más molestas son bien conocidas. La tuberculosis, una de las enfermedades humanas más antiguas conocidas, todavía mata a millones de personas cada año, y las opciones de tratamiento disponibles pueden tener efectos secundarios devastadores que algunos pacientes encuentran peores que la enfermedad.
La enfermedad de Alzheimer, el cáncer, las enfermedades cardiovasculares, la diabetes, la depresión, la enfermedad renal, la esquizofrenia, la enfermedad de células falciformes y una serie de otras enfermedades necesitan mejores tratamientos y curas.
Y luego están los recién llegados mortales, incluido COVID-19.
Cuando se identificó una nueva cepa de virus respiratorio como agente causal de un grupo de casos de neumonía en Wuhan, China, en enero de 2020, el genoma completo del virus se publicó en línea en unos días. Desde el brote inicial hace menos de dos años, se han publicado casi medio millón de artículos sobre el virus y la enfermedad que causa, con conocimientos notables sobre la epidemiología, genética y química del SARS-CoV-2 y sobre cómo interactúa el patógeno. con su anfitrión.
El descubrimiento y la producción de las primeras vacunas contra el virus se llevaron a cabo en un tiempo récord, con la distribución de múltiples vacunas diferentes al público menos de un año después de la identificación del virus. Cuando comenzaron las vacunaciones en diciembre de 2020, había predicciones esperanzadoras de que lo peor de la pandemia pronto quedaría atrás. Pero casi un año después, el número de muertos sigue aumentando, los hospitales de los EE. UU. Y de todo el mundo siguen abrumados por pacientes graves y críticos, y miles de millones de personas en todo el mundo aún no han recibido una vacuna.
Si bien el mundo necesita una avalancha de nuevas opciones de tratamiento, el ritmo actual de progreso parece un goteo, especialmente en comparación con el flujo constante de conocimientos generados en los laboratorios de todo el mundo.
George Q. Daley
Decano de la Facultad de Medicina de Harvard
Entonces, a pesar del rápido advenimiento de las vacunas COVID-19, la trayectoria del nuevo coronavirus y la devastación que ha causado son un claro ejemplo de la enorme brecha entre el ritmo del descubrimiento científico y la producción de terapias útiles necesarias para tratar la enfermedad una vez. se produce exposición o infección.
Hasta ahora, las terapias novedosas para la enfermedad son escasas en el terreno. Solo un puñado de medicamentos o biológicos han sido aprobados o autorizados para uso de emergencia por la FDA o sus pares en todo el mundo. Estos incluyen anticuerpos monoclonales, que son más efectivos durante los primeros días de la infección, costosos y difíciles de administrar, que requieren infusión intravenosa.
Paciencia y perseverancia
“Para encontrar un nuevo fármaco, el primer paso más importante es identificar qué nuevos conocimientos sobre biología básica tienen más probabilidades de producir intervenciones útiles en una enfermedad”, dijo Mark Namchuk , director ejecutivo de traducción terapéutica y profesor de práctica en el Departamento de Química Biológica y Farmacología Molecular en HMS.
Namchuk, un ex ejecutivo farmacéutico con experiencia en inmunología y química bioorgánica, se unió al HMS en enero de 2020, dos meses antes de que se declarara la pandemia de COVID. Namchuk supervisa la iniciativa terapéutica de la escuela, dedicada a optimizar y permitir que el sistema actual de descubrimiento aproveche los conocimientos básicos y los aplique a las terapias clínicas.
Este proceso requiere habilidades científicas especializadas y mucha paciencia y perseverancia, dijo Namchuk. Los desafíos se vuelven cada vez más complejos a medida que la medicina potencial pasa de una idea o un experimento simple en un plato de laboratorio a través de pruebas en modelos animales y, finalmente, a pacientes humanos en la clínica, dijo.
Namchuk señaló que una vez que se ha identificado una idea que tiene un beneficio clínico potencial, tener en mente el objetivo de crear un medicamento útil en las primeras etapas de la exploración puede ayudar a los investigadores a identificar más rápidamente cuáles de estas nuevas ideas son candidatos a fármacos realmente factibles.
No es suficiente encontrar un compuesto que pueda unirse a un objetivo, dijo. Debe saber si se une con la suficiente frecuencia y en los lugares correctos para tener un efecto medicinal, y si ese efecto es constante de persona a persona. Debe saber si se une a otros sitios u otros objetivos de formas que puedan potencialmente causar daño al paciente. Debe saber si la dosis que está usando para obtener buenos resultados en un plato en el laboratorio sería fatal para un humano.
“La dificultad para hacer una terapia ampliamente útil es asegurarse de que a medida que se escale a sistemas con más y más complejidad, pueda seguir viendo un efecto que sea útil”, dijo Namchuk. “Ese es el trabajo de tomar la idea fundamental y caminar hacia donde sería útil para curar a las personas enfermas”.
Frente al COVID-19, los desafíos son especialmente abrumadores.
“Para tener un COVID terapéutico realmente útil, tiene que ser algo que podamos enviar a todo el mundo, fabricar a un precio relativamente bajo y, potencialmente, administrar de forma profiláctica”, dijo Namchuk. “Si espera dárselo a personas que aún no están enfermas, debe tener un perfil de efectos secundarios relativamente benigno. Diseñar un medicamento con esa combinación de elementos es un desafío extraordinario “.
Namchuk llegó a HMS después de más de 20 años trabajando en programas de investigación y desarrollo que abarcan una serie de áreas terapéuticas, que incluyen cáncer, modulación inmunitaria, enfermedades infecciosas, esclerosis múltiple, depresión, esquizofrenia, dolor y fibrosis quística. Señaló que HMS tiene grandes fortalezas en el descubrimiento fundamental y una larga historia de transformación de estos descubrimientos en terapias.
Además, HMS tiene una amplia red de afiliados clínicos en Boston y colaboraciones en todo el mundo destinadas a mejorar la prestación de atención donde sea que se necesite, así como una empresa educativa que puede ayudar a compartir nuevas formas de pensar y educar a las personas que trabajarán en el ámbito académico. medicina, ciencia básica, industria farmacéutica y sistemas de salud en todo el mundo.
La ciencia es la fuente
“Si la ciencia no es correcta, nada más funcionará”, dijo Namchuk.
De hecho, un estudio de 2018 publicado en Science Translational Medicine por Mark Fishman, profesor del Departamento de Células Madre y Biología Regenerativa de Harvard, y colegas de los Institutos Novartis de Investigación Biomédica, descubrió que ocho de cada diez de los medicamentos nuevos más innovadores y poderosos aprobados en los EE. UU. entre 1985 y 2009 fueron el resultado de descubrimientos fundamentales realizados sin tener en cuenta el resultado práctico. En la mayoría de los casos, la relevancia de los descubrimientos para la clínica no se hizo evidente hasta décadas después.
La gran mayoría de los medicamentos más transformadores de las últimas décadas, incluidos los medicamentos para tratar la hipertensión, la leucemia y el VIH / SIDA, provienen de la ciencia fundamental impulsada por la curiosidad, y tomaron un promedio de 30 años desde el descubrimiento hasta el momento en que se lanzó un nuevo medicamento. aprobado, encontraron los autores.
Este artículo ilustra el imperativo de hacer ciencia básica, al tiempo que subraya la necesidad de traducir estos conocimientos en tratamientos más rápidamente, dijo Namchuk.
Si la ciencia no es correcta, nada más funcionará.
Mark Namchuk
“La comunidad biomédica de Harvard produce algunos de los descubrimientos más emocionantes del mundo y estamos profundamente comprometidos con la ciencia impulsada por la curiosidad”, dijo Daley. “Está en los huesos de esta institución, y continuaremos invirtiendo mucho en los esfuerzos de nuestra facultad para desentrañar los misterios de la biología humana”.
“Para asegurarnos de que nos damos cuenta del potencial clínico de esos descubrimientos de manera rápida y eficiente, también queremos asegurarnos de que proporcionamos la infraestructura y los recursos necesarios para impulsar ideas prometedoras en nuevos medicamentos y terapias lo más rápido posible”, dijo Daley.
Alisando el camino
Este ha sido un tema constante del propio trabajo de Daley como médico-científico y un estribillo común desde que se convirtió en decano en 2017.
Con el apoyo de un obsequio histórico de la Blavatnik Family Foundation, la escuela ha invertido profundamente en la infraestructura de investigación básica y, al mismo tiempo, ha establecido la infraestructura crítica para apoyar los esfuerzos de los profesores para promover el potencial clínico de sus ideas más prometedoras.
Daley describe el crecimiento de la terapéutica en HMS como parte de un proceso de progreso y evolución continuos durante los 239 años de historia de la escuela. Lo que comenzó como el Departamento de Anatomía se ha convertido en el Departamento de Biología Celular y Materia Médica se convirtió en el Departamento de Química Biológica y Farmacología Molecular.
En los últimos años, la escuela ha seguido adoptando nuevas formas de pensar.
El Departamento de Medicina Social es ahora el Departamento de Salud Global y Medicina Social, y la Escuela ha agregado nuevos centros y departamentos para reflejar las nuevas disciplinas académicas que trabajan en el corazón de la ciencia impulsada por la curiosidad, el desarrollo terapéutico y la prestación de atención, incluido el Departamento de Biología de Sistemas y Departamento de Informática Biomédica.
HMS también ha invertido en la construcción de núcleos de investigación compartidos, incluido el Centro de microscopía crioelectrónica de Harvard para la biología estructural, para permitir que toda la comunidad acceda a equipos especializados que son fundamentales para el desarrollo científico y terapéutico fundamental.
El creciente enfoque en el nexo entre el descubrimiento básico y el desarrollo terapéutico ha sido una tendencia importante en la medicina académica durante décadas. La Hoja de ruta de los NIH para la investigación médica de 2003 pidió esfuerzos para acelerar el movimiento de la investigación desde el laboratorio hasta la cabecera del paciente, lo que, entre otros desarrollos, condujo a la creación de una red de centros de excelencia para ayudar a cerrar la brecha entre los aspectos básicos y clínicos. investigación, incluido Harvard Catalyst .
En octubre de 2020, la iniciativa terapéutica puso en marcha varios proyectos nuevos , lo que marcó el inicio de una nueva era de investigación terapéutica en HMS. El objetivo es apoyar los esfuerzos de los investigadores en cada paso del proceso, desde la generación de ideas hasta la llegada de la terapéutica a la clínica.
Venciendo obstáculos
Antes de que una idea se convierta en medicina, debe pasar una serie de pruebas cada vez más complejas para obtener la calificación, y un solo fracaso puede significar el final de la línea.
En primer lugar, los investigadores deben preguntarse si comprenden la biología de la enfermedad de interés lo suficientemente bien como para convertir una nueva percepción en un tratamiento que podría prevenirla, tratarla o curarla. ¿La enfermedad es causada por una infección bacteriana, viral o fúngica capaz de eludir el sistema inmunológico, o es el resultado de una debilidad en el sistema inmunológico que permite que los microbios pasen de ser inofensivos a poner en peligro la vida?
Si la enfermedad es producto del envejecimiento, ¿es un sello distintivo del desgaste normal y acumulativo de las células, o hay algún desencadenante ambiental que hace que los procesos celulares normales no funcionen? ¿Por qué algunos cánceres se diseminan a diferentes tejidos mientras que otros permanecen allí? ¿Por qué algunas personas con COVID-19 desarrollan síntomas persistentes mientras que otras se sienten mejor rápidamente? ¿Por qué la misma infección hace que algunas personas se enfermen y otras no?
En los casos más confusos, las respuestas a estas preguntas básicas describen un problema extraordinariamente complejo sin una solución única.
“A pesar de muchos avances importantes en nuestra comprensión de la biología y la enfermedad, todavía tenemos lagunas en nuestra capacidad para tomar esa comprensión fundamental y descubrir cómo aplicarla para revertir o detener el proceso de una enfermedad”, dijo Namchuk. “Todavía hay muchas cosas importantes que necesitamos aprender sobre biología. Ese sigue siendo un gran desafío “.
Si un investigador tiene una idea que ofrece un objetivo claro para interrumpir una enfermedad, tiene que averiguar cómo dar en el blanco. Los investigadores deben decidir qué herramientas van a utilizar para hacer el trabajo y qué tipo de paquete pueden enviar para entregar las herramientas al sitio donde se debe realizar el trabajo. Podría ser una terapia génica, una molécula pequeña o un anticuerpo elaborado en laboratorio que imita la respuesta inmunitaria del cuerpo.
Cada uno de estos paquetes tendrá diferentes ventajas y desventajas y deberá pasar diferentes pruebas para demostrar su eficacia. Es importante comprender cómo se utilizará un fármaco en los pacientes para elegir el tipo de tratamiento a seguir. ¿Es necesario administrar el medicamento todos los días? ¿Alguien tomará el medicamento durante años o décadas?
El ritmo de cómo se administra una terapia debe coincidir con la forma en que se tratará una enfermedad. Un medicamento para tratar el resfriado común no puede requerir una terapia que se pueda administrar solo en un hospital y no puede tener efectos secundarios comunes que sean peores que la enfermedad que pretende tratar.
Para no perder tiempo y recursos en las etapas posteriores de los ensayos clínicos, es mejor descartar a los candidatos poco probables desde el principio. Eso significa que incluso en las primeras etapas de la experimentación con un posible fármaco candidato, es mejor si los investigadores comprenden cómo se puede administrar ese fármaco a un paciente y qué tan bien tiene que funcionar para producir los resultados clínicos deseados, dijo Namchuk.
Aproximadamente tres de cada 100 proyectos iniciados en la industria farmacéutica terminan como algo que parece un medicamento útil. Pero la buena noticia es que hay formas de ayudar a mejorar esas probabilidades y acelerar el proceso, dijo Namchuk.
La iniciativa terapéutica HMS ofrece varios programas de investigación para proporcionar financiación para ideas con potencial beneficio terapéutico en diferentes etapas de desarrollo.
Un punto de entrada para los profesores que desean comenzar el proceso es Q-FASTR (Quadrangle Fund for Advancing and Seeding Translational Research), que proporciona capital inicial para ideas con potencial de beneficio terapéutico y fomenta la colaboración entre investigadores de los departamentos de ciencias básicas y médicos del HMS Quadrangle. . El fondo se estableció con una donación anónima en 2014 y ahora ha encontrado un hogar administrativo en la iniciativa terapéutica.
Varios de los primeros destinatarios ya han utilizado Q-FASTR para impulsar sus conocimientos hacia el futuro, lanzando nuevas empresas, otorgando licencias de su tecnología a la industria o asegurando espacio en la incubadora Lab1636, una colaboración entre la Oficina de Desarrollo Tecnológico de Harvard y Deerfield, una empresa de gestión de inversiones. que trabaja para promover la salud a través de la inversión, la información y la filantropía.
Otros destinatarios de Q-FASTR han recibido financiación de los premios Blavatnik Therapeutics Challenge Awards (BTCA), otro programa de investigación de iniciativas terapéuticas diseñado para respaldar proyectos más establecidos que pueden escindirse como nuevas empresas o licenciarse a empresas existentes en un plazo de dos años.
Además de brindar apoyo financiero y tecnológico directo para proyectos en curso, la iniciativa también tiene un componente educativo.
“Nuestro objetivo es capacitar a la próxima generación de líderes en investigación terapéutica en la industria y la academia, con un enfoque en el aprendizaje experimental y en la ciencia de cómo se fabrican los medicamentos”, dijo Tim Mitchison , profesor Hasib Sabbagh de Biología de Sistemas en HMS .
Mitchison también es el director del centro de ideas de la iniciativa , una base de operaciones para los componentes de educación, capacitación y construcción comunitaria de la iniciativa terapéutica para postdoctorados, estudiantes graduados y profesores.
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