Desenvolvimento de plataformas eficientes e de baixo custo utilizando líquidos iónicos para a purificação de biofármacos de ADN minicircular que codifica p53 com aplicação em oncologia

Descrição

O cancro é a segunda causa de morte a nível mundial, sendo um fator crítico em termos de saúde e economia. Numa era de uma sociedade envelhecida, estima-se que a prevalência de cancro aumente, com projeções de 28,4 milhões de novos casos até 2040. Os custos diretos relacionados com o tratamento de cancro atingiram €103 biliões em 2018, dos quais €32 biliões se devem ao aumento do custo dos fármacos associados. Existe ainda uma elevada discrepância em termos de cuidados de saúde entre países desenvolvidos e subdesenvolvidos, colocando o cancro como um desafio societal de elevada relevância.Dentro dos vários avanços em oncologia, encontram-se os biofármacos como agentes terapêuticos. Contrariamente aos fármacos sintéticos, estes produtos biológicos, como p. ex. ácidos nucleicos, exibem maior eficácia terapêutica, maior especificidade e acarretam menos efeitos secundários. Atualmente, os ácidos nucleicos são especialmente relevantes em terapia génica com implicações em oncologia. Além disso, avanços nesta área demonstraram que devido ao seu tamanho reduzido (apenas contém o gene eucariótico de interesse) e à ausência de sequências procarióticas, o ADN minicircular (ADNmc) supera o ADN plasmídico em termos de segurança e eficácia terapêutica.Embora biofármacos como o ADNmc sejam agentes terapêuticos eficazes, o seu elevado custo, decorrente principalmente de dificuldades na purificação a partir do meio biológico em que são produzidos, limita a sua utilização em larga escala. O principal obstáculo encontra-se no processamento a jusante (etapas de captura e purificação geralmente realizadas por cromatografia, e envolvendo ligandos biológicos de elevado custo e baixa estabilidade), responsável por até 80% dos custos de produção de biofármacos.Apesar dos vários avanços nesta área, o desenvolvimento de processos de purificação inovadores capazes de ultrapassar a barreira custo-eficiência é ainda um desafio. Em particular, não se tem explorado a integração de várias operações unitárias, o desenvolvimento de processos contínuos, e a utilização de processos que incorporem solventes ou ligandos com um elevado número de estruturas químicas, como os líquidos iónicos (LIs), que permitirão melhorar a seletividade para diversos produtos.O PureDNA visa superar os obstáculos descritos através do desenvolvimento de plataformas de purificação integradas, mais eficientes e de menor custo para biofármacos de ADNmc com aplicação em oncologia. Estas plataformas compreendem sistemas aquosos bifásicos (SAB) e suportes cromatográficos, a partir das quais processos integrados e contínuos serão investigados. A natureza inovadora deste projeto baseia-se no desenvolvimento de processos de purificação integrados compreendendo LIs, que serão utilizados numa abordagem combinada como compostos formadores de SAB, novos ligandos em suportes cromatográficos e aditivos em fases móveis cromatográficas. Os LIs são sais orgânicos com elevado grau de versatilidade estrutural, permitindo adaptar o desempenho da separação nestas três aplicações transversais e integradas.O PureDNA tem como objetivos: (i) Otimização e scale-up da produção de ADNmc-p53 com aplicação em oncologia; (ii) Identificação de estruturas químicas relevantes de LIs a serem aplicados em processos de separação através de ensaios de estabilidade e estudos computacionais; (iii) Identificação dos SAB, materiais funcionalizados com LIs e LIs como aditivos de fases móveis cromatográficas com potencial para serem utilizados em plataformas de purificação integradas; (iv) Scale-up do processo de purificação; e (v) Projeções tecno-económicas e análise do ciclo de vida. Para atingir estes objetivos, o PureDNA reúne uma equipa de investigação multidisciplinar, no entanto complementar, que envolve engenheiros químicos, bioquímicos e biotecnologistas do CICECO-UAVR, internacionalmente reconhecida em LIs e com sólida experiência na produção de biofármacos. Embora os resultados promissores que esta obteve em processos de separação para biofármacos, os objetivos aqui propostos não foram ainda abordados.O PureDNA permitirá a produção de biofármacos de ADNmc-p53 com rendimentos >90%, um grau de homogeneidade >97% da isoforma superenrolada cumprindo igualmente critérios adicionais de impurezas estabelecidos pelas agências reguladoras para outros agentes de terapia génica, e uma redução total de custos de pelo menos 20%. Os resultados esperados terão impacto nos campos científico e tecnológico, indo muito além do atual estado da arte da produção e purificação de biofármacos de ADNmc.O PureDNA contribuirá para o bem-estar e saúde da sociedade, e permitirá diminuir os encargos económicos e as disparidades sociais associadas ao tratamento de cancro. Ao permitir a utilização em larga escala de fármacos para doenças não comunicáveis tendo por base tecnologias inovadoras e sustentáveis, esta proposta encontra-se alinhada com os objetivos de desenvolvimento sustentável nº 3, 8 e 9 da Agenda 2030 da ONU.