Cada año, miles de personas en todo el mundo utilizan un proceso de bioingeniería en el que toman azúcar, la alimentan con una cepa de levadura cuidadosamente seleccionada y unos días después extraen un producto que luego es vendido y disfrutado por millones. La mayoría de la gente llama a esto elaborar cerveza.
Eso es básicamente todo lo que hace la empresa de Christina Smolke, Antheia. Excepto que en lugar de fabricar cerveza, su empresa está utilizando el mismo proceso para cultivar ingredientes clave para medicamentos recetados. Y en lugar de la levadura que podría comprar en su tienda local de elaboración de cerveza casera, la de ella es el producto de más de una década de investigación, diseñada mediante bioingeniería con genes de múltiples especies para producir productos químicos especiales a escala y más rápido que los métodos convencionales.
El jueves, la compañía anunció que completó su primera fermentación a escala comercial, que resultó en la producción de 116.000 litros de tebaína, un ingrediente clave para varios medicamentos esenciales. Y en lugar de un tiempo de respuesta de unos pocos meses, Antheia fabricó el producto químico en unos cinco días. Una vez alcanzado este hito, la empresa pretende salir al mercado el próximo año con sus primeros productos: ingredientes clave para medicamentos que actualmente enfrentan una escasez significativa.
Según una encuesta de agosto de la Sociedad Estadounidense de Farmacéuticos del Sistema de Salud, la escasez de medicamentos esenciales está obligando a un tercio de los farmacéuticos de los hospitales a racionar, retrasar o cancelar las intervenciones médicas necesarias. Los otros dos tercios dijeron que están gestionando esta escasez de manera estratégica, pero que todavía hay un impacto en la atención al paciente porque el precio de algunos medicamentos esenciales ha aumentado. «Los farmacéuticos han estado gestionando la escasez de medicamentos de forma rutinaria durante décadas», dijo el director ejecutivo de ASHP, Paul Abramowitz, en un comunicado. «Pero ahora estamos viendo una escasez más prolongada y persistente«.
Ese es el caso de los opioides inyectables, que se utilizan para controlar el dolor de los pacientes. Tradicionalmente, estos ingredientes se cultivan en los campos a lo largo de meses o años, se cosechan los cultivos y se extraen los ingredientes químicos necesarios para que puedan combinarse en una instalación de fabricación de medicamentos. Pero depender de la agricultura puede causar problemas, ya que los problemas surgen de causas naturales como plagas o tormentas, o de causas industriales como interrupciones en el transporte marítimo.
Este es el tipo de ingrediente farmacológico en el que Antheia se está centrando: la tebaína y la oripavina, ambos componentes clave en medicamentos para el tratamiento del dolor y la adicción, como la codeína, la hidrocodona y la naloxona. La compañía también tiene más de 70 ingredientes más en su cartera para diferentes tipos de medicamentos, incluida la escopolamina, que se usa en medicamentos contra las náuseas y los espasmos.
«Estamos produciendo ingredientes donde hay cadenas de suministro con ineficiencias recurrentes«, dice Christina Smolke, cofundadora y directora ejecutiva de Antheia. «Estamos analizando a largo plazo dónde las cosas se están volviendo insostenibles».
Mientras trabajaba para obtener su doctorado en UC Berkeley, Smolke, de 48 años, dice que hizo unas prácticas en la industria química, donde aprendió sobre la química tradicional, como la ciencia de refinar el petróleo. Observó que ese tipo de química escalaba muy bien, pero no era tan versátil ni flexible como las reacciones químicas en los sistemas biológicos, que normalmente no escalan bien. «Realmente estaba empezando a pensar en la célula como una fábrica para fabricar cosas«, dice.
Este contraste la inspiró para centrar su investigación en el desarrollo de microorganismos que puedan fabricar productos útiles, primero en un laboratorio de CalTech y ahora en Stanford, donde es profesora. “¿Cómo podemos inspirarnos en la naturaleza y al mismo tiempo construir plataformas de producción y biofabricación más escalables?” ella dice. «La naturaleza es realmente nuestro mejor químico«.
En 2015, el laboratorio de Smolke apareció en los titulares con un artículo publicado en Science, que describía cómo ella y sus compañeros investigadores lograron bioingeniería con levadura para producir hidrocodona, un fármaco común utilizado para tratar el dolor. Ese mismo año, cofundó Antheia junto con la ingeniera bioquímica Kristy Hawkins y las investigadoras Kate Thodey e Isis Trenchard con el objetivo de aumentar la producción para satisfacer las necesidades de la industria farmacéutica. (Ese mismo año también cofundó la empresa de inmunoterapia contra el cáncer Chimera, donde todavía se desempeña como asesora científica).
Para producir grandes cantidades de ingredientes farmacológicos, los investigadores de Antheia primero tuvieron que diseñar la propia levadura. Ese proceso implicó tomar genes de las plantas de las que se cosechan los ingredientes de los medicamentos y agregarlos a la levadura, junto con genes de más de 20 organismos más para hacer el proceso más eficiente.
Esto es mucho más complicado para la levadura que convertir el azúcar en alcohol para la cerveza, lo que sólo implica dos pasos químicos. La elaboración de ingredientes farmacológicos implica al menos dos docenas más, así como un montón de enzimas personalizadas. Y si bien esto es relativamente fácil de gestionar en lotes pequeños en el laboratorio, donde las condiciones son más fáciles de controlar, hacerlo a escala industrial requiere mucha ingeniería compleja del equipo, las temperaturas y las condiciones de fermentación para desarrollar las técnicas que necesitarían. Para escalar comercialmente, Antheia se asoció con un biofabricante italiano no revelado en 2021.
Antheia es la única empresa de biología sintética centrada en el nicho de la fabricación de ingredientes farmacológicos, según Kazi Helal, analista de biotecnología de Pitchbook. Eso podría darle una ventaja, pero también señaló que «podría haber una buena razón por la cual no hay tantos competidores en este espacio». Amyris, que estaba utilizando biología sintética para desarrollar ingredientes para productos de belleza, anunció su bancarrota a principios de este mes y dice que saldrá del mercado de consumo.
Dicho esto, Helal señala que al centrarse en las empresas farmacéuticas que suministran medicamentos esenciales, “definitivamente existe un camino viable hacia el éxito comercial” si la empresa es capaz de realizar entregas a escala.
Smolke reconoce que la escala es un desafío importante para que la startup ofrezca una alternativa real en la cadena de suministro, pero señala el anuncio de su compañía de un lote de tebaína a escala comercial como «una prueba importante, porque demuestra que la tecnología es real, puede ahora escalar y puede cumplir con las métricas comerciales”.
Los desafíos del mercado ciertamente no han disuadido a los inversores. Hasta la fecha, la compañía ha recaudado 120 millones de dólares de inversores como Viking Global, Sherpalo Ventures y la firma de inversiones del multimillonario Eric Schmidt, Hillspire. Pitchbook estima la valoración de la empresa en 270 millones de dólares (Antheia cuestiona esta cifra pero se negó a proporcionar una cifra correcta). Además, en 2021 la compañía se asoció con la empresa de biología sintética Ginkgo Bioworks, que está desarrollando enzimas personalizadas para el proceso de fermentación de Antheia.
El siguiente paso para Antheia y sus 52 empleados es preparar la empresa para lanzar sus productos al mercado a gran escala, lo que requerirá la aprobación regulatoria de la FDA y otras agencias. Eso significa demostrar que los ingredientes del fármaco producidos por su levadura genéticamente modificada son de la misma calidad que los producidos convencionalmente. Smolke dice que si todo va bien, espera recibir la aprobación de la FDA para fin de año y que la compañía salga oficialmente al mercado en 2024.
«Esto realmente generará una transformación dentro de la industria para pasar a una forma de producción más eficiente, ágil y rentable«, afirma.
