Paulo Lee Ho - IPD-Farma

2 0 Encontro Nacional de Inovação em Fármacos eMedicamentosSeção Técnica A5 - Vacinas e Doenças NegligenciadasDesafios no desenvolvimento de vacinas no Brasil:o que fazer?Paulo Lee HoCentro de BiotecnologiaInstituto Butantanhoplee@butantan.gov.br2008

Instituto ButantanInstituto Butantan:Principais vacinas:em produçãoMaior produtor de soros e vacinas da América LatinaProduz anualmente entre 150-180 milhões de vacinasProduz 250-300 mil ampolas de soroTríplice (DPT – Difteria, pertussis e tétano)BCGHepatite B (primeira vacina recombinante no Brasil)Vacina da raiva celular para uso humano

Brasil, país em desenvolvimento- problemas em 1984 - Programa de Autosuficiênciaem Imunobiológicos- Conceito de qualidade (ISOs, cGMP)- Criação do Centro deBiotecnologia em 1985 (autosuficiêncianão se resolvesomente com aumento deprodução mas também comdesenvolvimento de tecnologia)-Personagens importantes(contratação de Lideranças Científicas)- problemas em 2003, situação melhor que 1984!- problemas maiores em 2010 se não pensarmos emnovas soluções)

PLoS Neglected Tropical DiseasesPLoS Neglected Tropical Diseases is an open accessjournal devoted to the pathology, epidemiology,prevention, treatment and control of the neglectedtropical diseases (NTDs), as well as public policyrelevant to this group of diseases. The NTDs are definedas a group of poverty-promoting chronic infectiousdiseases, which primarily occur in rural areas and poorurban areas of low-income and middle-incomecountries. They are poverty-promoting because of theirimpact on child health and development, pregnancy, andworker productivity, as well as their stigmatizingfeatures.

Protozoan InfectionsAmebiasisBalantidiasisChagas DiseaseGiardiasisHuman African TrypanosomiasisLeishmaniasisHelminth InfectionsTaeniasis-CysticercosisDracunculiasisEchinococcosisFood-borne TrematodiasesLoiasisLymphatic FilariasisOnchocerciasisSchistosomiasisViral InfectionsDengueJapanese encephalitisJungle yellow feverOther arboviral infectionsRabiesRift Valley feverViral hemorrhagic feversSoil-transmitted Helminthiases (Ascariasis, Hookworm Diseases, etc)Toxocariasis and other Larva Migrans

Bacterial InfectionsBartonellaBovine Tuberculosis in HumansBuruli UlcerCholeraEnteric pathogens (Shigella, Salmonella, E. coli)LeprosyLeptospirosisRelapsing FeverTrachomaTreponematoses (Bejel, Pinta, Syphilis, Yaws)Fungal InfectionsMycetomaParacoccidiomycosisEctoparasitic InfectionsScabiesMyiasis

"Doenças de Pobres""Doenças que a Big Farma não estáinteressado"Mercado pequeno, baixo lucro, mal pagadorNeglected or not neglected,em geral, problemas tecnológicos comuns

Real killers: influenza,hepatitis, rotavirus,papilloma virus, malaria,HIV, tuberculosis,acute respiratory diseases,diarrheaheart disease, cancer,diabetesdengue, leishmania

O nosso compromisso (missão pública):Além da prova do princípio, os projetos devem resultarem vacinas de baixo custo que possam ser usados pelapopulação em geral através do sistema público de saúde.

Radical Innovations: Necessary but also costly and of high riskScience 306: 1138-1139, 2004

Science 303: 316, 2004

Cox-2 inhibitors

Centro de Biotecnologia:Prospection – Development – Production(Bench) (Scale-up) (GMP/Production)Não entendo porque oprocesso de scale up nãofunciona...

Radical Innovations over time:(1820-1880), (1880-1930), (1930-1960), (1960-1980), (1980-1993)Research Policy 30: 535-588, 2001

Foccus onRecombinant DNAandmonoclonalantibodies

NatureBiotechnol22: 1513, 2004erythropoietinerythropoietinG-CSFG-CSFInsulinInterferonInterferonTNFR (antag.)erythropoietinerythropoietin

Sales potentialNature Reviews Drug Discovery 3: 383, 2004

Trends in Biotechnology 22: 406, 2004

Monoclonal antibodiesNature Reviews Drug Discovery 3: 383, 2004

Tempo de maturação é longo, média de 10 anos e são os processossão continuados:Gripe sazonal/pandêmica (2000)Planta Piloto (1998-2007)Surfactante pulmonar (2000)Planejamento, parcerias, recursos construção, recursos contraçãode pessoal, marcos regulatórios (CTNBio, ANVISA), importaçãode equipamentos, insumos, testes experimentais, validação dosequipamentos, validação dos procedimentos, etcComeçar agora para daqui a 10 anos!

To decide what to do, we need:- Qualified PhDs (some specialists and some generalists)- Demand of the public health sector (epidemiology)- Product market knowledge- Planning- Intelectual property and patents- Free and good research at the Division of Basic ScienceAmbiente FavorávelWhat kind of Institution makes innovation?- Production Division (knowledge of how todo)(INDUSTRY/academia)- Research Division (knowledge)(ACADEMIA/INDustry)Importance of qualified human resources!

Can we just buy a molecular biology machine and the innovationproblem is solved?Equipments, engines, they do not innovate.Qualified person innovates!Multifactorial aspects, but one is central: Qualified human resourceAcademia - Idéias, conhecimento, conceitosIndústria - Transformação de idéias, conhecimento, conceitos- Pessoal qualificado (Doutores, pesquisadores)

Indústria - Lógica do mercadoMercado é amoral - Indústria ?O Estado tem que impor limites - moral - preços, quebra de patentesMercado de imunobiológicos/biológicos é diferente deautomóveis, relógiosFalta de acesso a imunobiológicos/biológicos mata, influencia asaúde do vizinho, infecta o vizinho - moralVacina de HPV a US$120/dose - lógica do mercado, impacto zeroem saúde pública

Transforming the public health needs inbiotechnological opportunities!Development of technological platforms:- high density growth of cell culture- recombinant proteins in microorganisms- biomolecules purification and characterization- scaling up....Economically viable!

In the case of vaccine, Instituto Butantan strategies are:1. Improvement of the present vaccines (efficacy, potency,yield, adjuvancy – Example: influenza)2. Combination of vaccines3. Development of new projects –- radical innovations- incremental innovations- new uses for known substances- biogenericsRadical innovations:Reverse vaccinology applied to Leptospira

CDC/NCID/HIP/Janice CarrLeptospira interrogans- ~ 200 different serovars- Leptospirosis: Widespread zooticdisease maily transmitted by rodents.High incidence of the disease in rainyseasons in urban cities.Genome of the prevalent sorovar inBrazil – L. interrogans serovarCopenhageni- Completely sequenced by a Brazilianconsortium under the coord. of I.B.- 2 circular chromosomes- 4.627.366 bp- 3728 geneshttp://aeg.lbi.ic.unicamp.br/world/lic/

ORFs fromL. interrogansCloning, expression andpurification of therecombinant proteinsFeatures of a putativeantigenpDEST17Search for antigensby bioinformaticsIdentification ofvaccinecandidates insilicoVaccinedevelopmentAssays ofimmunogenicity inanimal models

Whole Genome3728 predicted coding sequencesSelection in silico as surface associated proteins20% genomeSelected for Cloning209 predicted coding sequencesSuccessfully cloned175 predicted coding sequencesExpressed, purified and probed by immunoassay150 recombinants proteinsScheme I. Flow chart ofthe genome–basedstrategy to search forvaccine candidates and/orproteins for diagnosticpurposes.Recognized by sera from leptospirosis human patients16 recombinant proteinsConserved expressed among 9 pathogenic Leptospira interrogans serovars butabsent on the non-patogenic L. biflexa serovar Patoc4 recombinant proteins (out of 10 tested)

PurificationExpression

Immunereactivity with patient seraAntigen conservation indifferent serovars ofL. interrogans:1-Canicola,2- Icterohaemorrhagiae,3- Copenhageni,4- Bratislava,5- Hardjo, 6- Autumnalis,7- Pomona, 8- Pyrogenes,9- Gryppotyphosa,10- Biflexa (Patoc)

Production of porcine pulmonary surfactantSurfactante PulmonarUS$100.00/dosePulmonary surfactant: decrease in the superficialtension in the alveolae

Pulmões suínosmoídosFiltraçãoExtração salinaFiltraçãoAdsorção emderivado de celuloseEvaporação dossolventesRe-suspensãoem salinaLiofilizaçãoLavagemSurfactantePulmonarExtração orgânica

NormalSíndrome do Desconforto Respiratório

Teste in vivo do surfactante pulmonar produzido noInstituto Butantan comparado com um surfactantecomercial usando como modelo biológico, coelhosneonatos prematurosArcas et al, Pediatric Research, 47 (4): 386 A, 2000Parâmetros Survanta® n=11 Butantan n=10 Controles n=8TV(ml/kg) 7,3±1,1 7,6±0,7 8,0±0,5VP(cm H 2O) 24,5±1,2 24,1±0,8 30,0±0,8DyC(ml/kg.cm H 2O) 0,296±0,043 0,311±0,025 0,255±0,027Alv. Colapsados (%) 17,7 17,8 36,4Metodologia:Os animais foram ventilados durante 20 minutos usando um ventilador-pletismógrafo com osseguintes parâmetros iniciais estabelecidos: frequência respiratória, 60 ciclos/minuto, volume antiafogamento(TV) 8ml/kg, fração inspiratória de oxigênio (FiO2) 0,21, pressão inspiratória máximaou de pico (PIP) 28 cm H 2O e sem pressão final de expiração (PEEP). A pressão ventilatória(VP=PIP-PEEP) e a complacência dinâmica (DyC=TV/VP) foram determinadas a cada 5 minutos.No final do período de ventilação, os pulmões foram inflados com a pressão de 30cm H 2O, imersosem nitrogênio líquido, fixados com solução de Carnoy. Cortes pulmonares corados com HE foramestudados pelo método de contagem pontual e estatisticamente analisados (ANOVA e X 2 com 5%de significância) para avaliar a quantidade de alvéolos colapsados.

Creation of a multipurpose GMP pilot plant - for GMO or not GMON NPPClassificação das áreas N e P, 10.000, com fluxo laminar, 100

Tradition : A revolution incorporated in the routine life of the peopleRevolution: Something that will be incorporated as traditionEach vaccine development can be a revolution in public health.If it works and if it is acessible to all,the developed vaccine becomes a tradition!

Many thanks for your attention!

O que precisamos (aconteceu em partecom o Instituto Butantan):- Recursos humanos (nas indústrias), criação de um clima, cultura dedesenvolvimento científico e tecnológico (favorece inovação radical,capacidade de absorção de novas tecnologias, capacidade de interaçãocom Universidades e Institutos de Pesquisa, captação de recursos);- Recursos financeiros continuados (formas de avaliação da sua boaaplicação e dos seus resultados, círculo vicioso, não investe porquenão tem doutores, não tem doutores porque não investe -Agências públicas e da própria entidade/empresa privada)- Suporte do Estado (incentivos distintos - redução de impostos,proteção e preferência ao produto desenvolvido até um certo limite)- Incentivo para a criação de uma indústria de base (os nossos insumossão quase todos importados!)- Controle de qualidade (ISO, GMP, etc)

São poucos os profissionais com título de doutor atuando em empresasdo País nas áreas de pesquisa e desenvolvimento.Dados do IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística)revelam que são cerca de 41 mil as pessoas ocupadas com pesquisa edesenvolvimento em empresas brasileiras. Dessas, segundo projeçõesde especialistas, apenas cerca de 750 têm doutorado, númeroequivalente à média anual de doutores contratados por empresas naInglaterra.Pesquisa da Anpei (Associação Nacional de Pesquisa,Desenvolvimento e Engenharia das Empresas Inovadoras) feita com334 firmas que investem em pesquisa e desenvolvimento indica umamédia de 0,8 doutor por empresa, número considerado baixo.De acordo com o último censo, o Brasil tem 302 mil profissionais comtítulo de mestrado ou doutorado. Desses, segundo o MEC, 136 milestão nas instituições de ensino superior -50 mil são doutores, dosquais 63% estão na universidade pública.FSP 04/07/2004

Nature 436: 480-483, 2005

Nature 436: 480-483, 2005

Nature 436: 480-483, 2005"O jogo é pravaler quandotodos sabemjogar"

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