El sueño de un Walter White de Médicos Sin Fronteras

Investigadores del MIT crearon un laboratorio farmacéutico miniaturizado que produce Benadryl, lidocaína, Valium, y Prozac. Del procesamiento por lote se pasa al procesamiento por flujo.

Cluster Salud. Las farmacias pueden quedarse sin stock de un medicamento, un laboratorio también, pero un enfermo no. Al menos no debería. El problema ocurre a menudo y parte de él se deriva de la escala: el laboratorio fabrica la droga en cuestión de a miles de litros o decenas de miles de píldoras. Por contraste, a veces los usuarios finales pueden contarse con los dedos de las manos. O con los patitas de un ciempiés y todavía en esa cantidad no resulta rentable. O tal vez sí, pero quienes lo necesitan están en una región a la que llegares todo un problema. ¿Qué ocurriría entonces si se pudiera miniaturizar la planta del laboratorio y hacer el fármaco de a pocos litros o pocas decenas de pastillas?

Pronto lo sabremos. Un grupo de investigadores del MIT han desarrollado un sistema de fabricación de medicamentos compacto y portátil, que puede ser reconfigurado para producir una variedad de drogas según la necesidad del momento.

Se trata de un laboratorio farmacéutico de bolsillo que suponemos emocionaría Walter White o Heisenberg, el protagonista de la serie Breaking Bad por su versatilidad. La lógica es simple, así como un generador de emergencia suministra electricidad a manejar un corte de energía, este sistema podría desplegarse rápidamente para producir medicamentos necesarios en medio de un brote de una enfermedad inesperada, en una región aislada o para evitar la escasez de medicamentos causada por un cierre de la planta de fabricación en un momento crítico, dicen los investigadores.

"Piense en esto como la copia de seguridad de emergencia para la fabricación de productos farmacéuticos", dice Allan Myerson, profesor del MIT en el Departamento de Ingeniería Química. "El objetivo no es reemplazar la fabricación tradicional, es proporcionar una alternativa para estas situaciones especiales".

Pero también hay otras opciones. Este sistema también podría destinarse a producir las pequeñas cantidades de medicamentos necesarios para los ensayos clínicos o para tratar enfermedades raras, también llamadas "drogas huérfanas", explica Klavs Jensen, el profesor Warren K. Lewis de Ingeniería Química en el MIT.

"El objetivo de este proyecto era construir una pequeña escala, unidad portátil que estuviese completamente integrada, por lo que podría imaginarse que pudiera enviarse a cualquier parte. Y todo el tiempo en se tuvieran los productos químicos adecuados, se podrían hacer productos farmacéuticos", expone Jensen .

Jensen, Myerson, y Timothy Jamison, el jefe del Departamento de Química del MIT, son los autores principales de un artículo que describe el nuevo sistema en la marcha el 31 de edición en línea de Science. El autor principal es el investigador, también del MIT, Andrea Adamo.

Del lote al flujo

En el mundo actual, la fabricación de medicamentos tradicionales, también conocida como procesamiento por lotes, puede llevar semanas o meses. Los ingredientes farmacéuticos activos se sintetizan en las plantas de fabricación de productos químicos y luego son enviados a otros sitios para ser convertidos en una forma adecuada (tales como comprimidos, soluciones de fármacos, o suspensiones) para que se puedan dar a los pacientes. Es un sistema ofrece poca flexibilidad para responder a los aumentos repentinos de la demanda y es susceptible de interrupción severa si una de las plantas tiene que cerrar.

Muchas compañías farmacéuticas están buscando ahora el desarrollo de un enfoque alternativo conocido como el procesamiento por flujo: un proceso continuo que se realiza en un solo lugar. Hace cinco años, un equipo del MIT que incluía Jamison, Jensen, y Myerson demostró un prototipo más grande que el actual para la fabricación integrada continua de fármacos de síntesis química para tabletas. Ese proyecto se terminó, pero la iniciativa de fabricación continua, financiada por Novartis, está todavía en curso mientras los investigadores desarrollan nuevos métodos para la síntesis, purificación y formulación.

En un nuevo esfuerzo, financiado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), los investigadores del MIT construyen -sobre lo que han aprendido del proyecto financiado por Novartis- un dispositivo mucho más pequeño, transportable. De entrada, nuevo sistema puede producir cuatro fármacos formulados como soluciones o suspensiones: Benadryl, lidocaína, Valium, y Prozac. Gracias al uso de este aparato, los investigadores pueden fabricar unas 1.000 dosis de un fármaco determinado en 24 horas.

La clave para el sistema continuo es el desarrollo de las reacciones químicas que pueden tener lugar a medida que los reactivos fluyen a través de tubos relativamente pequeños en comparación con las enormes cubas en las que la mayoría de las reacciones se llevan a cabo ahora. El procesamiento por lotes tradicional está limitado por la dificultad de enfriamiento de estas cubas, pero el sistema de flujo permite en este caso que las reacciones que producen una gran cantidad de calor se ejecuten de manera segura.

"En muchos casos estábamos desarrollando síntesis de los objetivos que nunca se había hecho en una plataforma de flujo continuo", dice Jamison. "Esto presenta una gran cantidad de retos, incluso si hay buenos precedentes desde la perspectiva de proceso por lotes. Hemos reconocido también como una oportunidad que, debido a algunos de los fenómenos que se pueden aprovechar en [un sistema basado en el flujo], las moléculas se pueden hacer de otra manera ".

Las reacciones químicas necesarias para la síntesis de cada una de las drogas tienen lugar en el primero de los dos módulos. Las reacciones fueron diseñados para que puedan llevarse a cabo a temperaturas de hasta 250 grados centígrados y presiones de hasta 17 atmósferas.

Mediante el movimiento en los diferentes componentes del módulo, los investigadores pueden reconfigurar fácilmente el sistema para producir diferentes drogas. "A las pocas horas que podíamos cambiar de un compuesto a otro," dice Jensen.

En el segundo módulo, la solución de fármaco en bruto se purifica por cristalización, se filtra, y se seca para eliminar el solvente, y a continuación, disuelto o suspendido en agua, la dosificación final toma forma. Los investigadores también incorporan un sistema de control de ultrasonido que asegura la solución de fármaco formulado está en la concentración correcta.

Fabricación a pequeña escala

Una de las ventajas de este sistema a pequeña escala es que podría ser utilizado para hacer pequeñas cantidades de medicamentos que serían prohibitivamente caros de hacer en una planta a gran escala. Esto podría ser útil para los antes citados "medicamentos huérfanos", medicamentos necesarios por un pequeño número de pacientes. "A veces es muy difícil de conseguir esas drogas, porque económicamente no tiene sentido tener una enorme operación de producción para aquellos", expone Jensen.

También podría ser útil en las regiones con pocas instalaciones de almacenamiento farmacéuticas, porque los medicamentos se pueden producir bajo demanda, eliminando la necesidad de almacenamiento a largo plazo.

"La idea aquí es que se haga lo que necesita, y se puede hacer una forma de dosificación simple, ya que van a ser distribuidas a demanda. Las dosis no tienen que tener una estabilidad a largo plazo", dice Myerson. "La gente se pone en una fila, tú lo haces y se lo llevan."

Los investigadores están ahora trabajando en la segunda fase del proyecto, que incluye hacer el sistema alrededor del 40% por ciento más pequeño y que producirá fármacos cuya síntesis química es más compleja. También están trabajando en la producción de tabletas, que son más complicadas de fabricar que los medicamentos líquidos. Los Walter Whites del mundo, atentos