Las pruebas en animales no solo son cuestionables desde el punto de vista ético, sino que también son poco efectivas. Varias empresas de biotecnología están desarrollando tecnologías que podrían cambiar esta situación.
Cuando recientemente se rescataron 4.000 perros de raza beagle destinados a pruebas en animales de una cría en Virginia, esto fue un recordatorio de la inmensa escala de animales utilizados en la industria farmacéutica y otras investigaciones: según estimaciones, se utilizan 192 millones de animales en laboratorios en todo el mundo cada año.
Además de los desafíos éticos, el proceso no funciona muy bien. De los medicamentos que pasan las pruebas en animales, más del 90% termina fracasando en los ensayos clínicos en seres humanos. Sin embargo, una mejor tecnología podría comenzar a reemplazar el uso de algunos animales y hacer que el desarrollo de medicamentos sea más barato y efectivo. Y, eventualmente, a medida que la tecnología avanza, tal vez ella y otras alternativas puedan reemplazar por completo las pruebas en animales.
Imagen: Emulate Organ-Chip
La empresa de biotecnología Emulate es una de las pioneras en esta tecnología. En una versión de su pequeño «órgano en un chip», del tamaño aproximado de una unidad flash, células pulmonares humanas revisten dos canales paralelos tallados en un plástico flexible. Otro chip contiene células cerebrales; otro más contiene células hepáticas. La tecnología imita lo que sucede dentro del cuerpo, con nutrientes, aire y sangre bombeándose a través de los pequeños canales. «Lo que estamos tratando de hacer es recrear la unidad funcional más simple de cada órgano», dice Lorna Ewart, directora científica de Emulate.
Cuando la tecnología se utiliza para probar medicamentos, hay cada vez más evidencias que sugieren que puede funcionar mejor que las pruebas en animales. En el caso de algunos tipos de intervenciones más recientes, como la terapia genética o los anticuerpos monoclonales, las pruebas en animales actualmente no funcionan en absoluto; un chip de órgano podría ayudar a proporcionar retroalimentación inicial crítica sobre si un medicamento es seguro o efectivo. En su forma actual y de acuerdo con las regulaciones actuales, la tecnología de chips de órgano no puede reemplazar completamente las pruebas en animales. Sin embargo, tiene el potencial de reducir significativamente la cantidad de animales utilizados.
«Hemos utilizado estos chips para reutilizar medicamentos existentes en ensayos clínicos o para desarrollar nuevos medicamentos, y podemos hacerlo de manera más rápida y económica», dice el biólogo celular y bioingeniero Donald Ingber, director fundador del Wyss Institute de la Universidad de Harvard, quien lideró un equipo que desarrolló pioneramente el primer chip de órgano exitoso en 2010. En 2014, Ingber fundó Emulate y actualmente forma parte de la junta directiva de la empresa.
En la Universidad de Harvard, el equipo de Ingber utilizó la tecnología para identificar un medicamento existente para tratar el COVID-19, que actualmente se encuentra en ensayos clínicos en África. También desarrollaron un nuevo tratamiento que muestra promesa en la protección simultánea contra el COVID-19, el virus SARS original, múltiples tipos de influenza, MERS y resfriado común. «Lo hicimos muy rápidamente y determinamos que funciona en estos chips humanos y en otros modelos», dice. «Creo que tiene un enorme potencial».
Antes de la disponibilidad de la tecnología de chips de órgano, las compañías farmacéuticas tenían dos opciones principales para realizar pruebas. «Una de ellas era examinar células en una placa de cultivo, un entorno muy artificial», dice Ewart. «Y la otra, por supuesto, es un modelo animal. Y creo que hay muchos datos que muestran que, en realidad, estos dos modelos no ayudan a los científicos del desarrollo de medicamentos a elegir el candidato adecuado, tanto en términos de seguridad como de eficacia».
Algunos medicamentos utilizados en el tratamiento de enfermedades hepáticas, por ejemplo, se unen a proteínas en el hígado humano de una manera que no ocurre en animales; los investigadores no observaron efectos tóxicos hasta que se iniciaron las pruebas en humanos. Otros medicamentos que mostraron promesa en el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer en animales no funcionan cuando se prueban en humanos. Algunos medicamentos contra el cáncer que eliminan tumores en ratones no tienen el mismo rendimiento en humanos. Y la lista continúa. (Una cuenta de Twitter está dedicada exclusivamente a señalar comunicados de prensa hiperbólicos sobre nuevos medicamentos que no mencionan que los resultados solo se han demostrado en ratones y, por lo tanto, es probable que tengan poca probabilidad de funcionar en humanos).
En un estudio actualmente en revisión por pares, científicos de Emulate, en colaboración con las compañías farmacéuticas Johnson & Johnson y Abbvie, descubrieron que los chips de hígado funcionaron mucho mejor que los animales en la predicción de la toxicidad de un medicamento específico. El estudio analizó 27 compuestos diferentes utilizados en medicamentos que llegaron al mercado, de los cuales 22 posteriormente se descubrió que eran perjudiciales para el hígado.
«Veintidós de estos medicamentos pasaron por pruebas en animales y se consideraron lo suficientemente seguros como para avanzar a los ensayos clínicos, pero posteriormente fueron retirados del mercado o requirieron advertencias en las etiquetas», dice el CEO de Emulate, Jim Corbett. (Antes de ser retirados, los medicamentos causaron la muerte de 208 pacientes y requirieron que otros 10 pacientes recibieran trasplantes de hígado). La tecnología del chip de hígado fue entre siete y ocho veces más precisa en la identificación de la toxicidad en comparación con las pruebas en animales.
La tecnología de los chips de órganos todavía está en una etapa inicial. Emulate se ha centrado inicialmente en utilizar estas herramientas para probar la seguridad de los medicamentos. El siguiente paso es llevar a cabo más pruebas de eficacia, para que los investigadores puedan comprender mejor cómo pueden funcionar los medicamentos antes de iniciar los ensayos clínicos. Por ejemplo, la tecnología podría utilizarse con muestras de células de pacientes con enfermedades raras antes de ser aplicada directamente en esos pacientes.
Para aumentar el uso de la tecnología, es necesario un cambio en la regulación: un proyecto de ley que recientemente fue aprobado por la Cámara con apoyo bipartidista, la Ley de Modernización de la FDA, actualizaría los requisitos para las compañías farmacéuticas que desean avanzar con un medicamento en ensayos clínicos. Las pautas no se han actualizado desde 1938. «Por primera vez, esto permitiría presentar alternativas a los datos obtenidos en animales», dice Corbett.
Las compañías farmacéuticas también pueden comenzar a utilizar más esta tecnología en el desarrollo interno de medicamentos, ya que tiene el potencial de ahorrar miles de millones de dólares gastados en medicamentos que finalmente no funcionan. El estudio reciente sobre la toxicidad de los medicamentos en el hígado calculó que, si las compañías farmacéuticas utilizaran solo el chip de hígado de Emulate, podrían ahorrar 3 mil millones de dólares al año.
«Reemplazar las pruebas en animales para estas compañías farmacéuticas es realmente difícil, porque las personas no quieren correr riesgos y cambiar la forma en que hacen las cosas», dice Ingber. «Pero tal vez el aspecto económico llame la atención de los ejecutivos».
Con contenido de fastcompany.
