Diseño, modelización
e IA

Nanotecnología y liberación de fármacos

Desarrollo
de terapias

Producción
y escalado

Sylentis, empresa coordinadora del proyecto OLIGOFASTX,  es una empresa perteneciente al Grupo PharmaMar y una de las compañías pioneras en el desarrollo de fármacos basados en la tecnología de RNA de interferencia (RNAi). Sylentis busca construir un negocio sólido y sostenible en el desarrollo de nuevas terapias basadas en tecnología de RNA de interferencia, especialmente en el área de oftalmología, contando actualmente con dos productos en desarrollo clínico.

La empresa dispone de una plataforma de software propietaria, SirFinderTM, con una potente capacidad de diseño de fármacos RNAi basada en el uso de la inteligencia artificial. Gracias a esta plataforma se pueden diseñar moléculas activas basadas en oligonucleótidos considerando una amplia gama de parámetros que aseguren un mejor ciclo de vida de desarrollo del fármaco, buscando siempre medicamentos innovadores que mejoren la calidad de vida de los pacientes.

Sylentis cuenta además con la aprobación de la Agencia Española de Medicamentos y Productos Sanitarios (AEMPS) de la autorización como laboratorio farmacéutico fabricante de medicamentos en investigación y cuenta con capacidad industrial para fabricar oligonucleótidos bajo calidad tanto GMP como no GMP.

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TECNOLOGÍAS

Un importante número de enfermedades y sus síntomas son debidas a un mal funcionamiento o a una producción excesiva de ciertas proteínas en las células de los pacientes. Por lo tanto, intentar reducir la producción de estas proteínas puede ayudar a tratar una enfermedad.

Las proteínas son largas cadenas químicas compuestas por la secuencia de unas unidades estructurales denominadas aminoácidos que cumplen muchas funciones importantes en el cuerpo. Son vitales para la mayoría de los trabajos que realizan las células y son necesarias para mantener la estructura, función y regulación de los tejidos y órganos del cuerpo. Las proteínas han de construirse de la manera correcta para que todo el engranaje de nuestro cuerpo funcione a la perfección.

Toda la información necesaria para fabricar cualquier proteína en la célula se encuentra dentro del núcleo de la célula almacenada en los genes. Estos se encuentran a su vez formados por segmentos de DNA que contienen el código específico que llevar las instrucciones que le indican a una célula cómo producir una proteína específica. Dado que el DNA es una molécula de doble cadena muy grande y contiene mucha información, no puede salir del núcleo; para ello, la célula emplea una molécula intermedia de cadena simple, el RNA mensajero, que es una copia parcial del DNA y transporta la información de interés fuera del núcleo, posibilitando la síntesis de proteínas gracias a los ribosomas. Si bien el DNA contiene la información genética, el RNA, es el que permite que esta sea comprendida por las células, sirviendo de pauta a la síntesis de proteínas. El RNA tiene un tamaño le permite pasar a través de diminutos poros del núcleo hasta el citoplasma, donde se encuentran los ribosomas. Los ribosomas son los encargados de crear las proteínas. Deben leer el RNA, recogen aminoácidos y los enlazan entre sí para construir una cadena de acuerdo con el código previamente indicado del RNA. A medida que esta cadena va creciendo, ésta se va doblando y se pliega, pegándose sobre sí misma, y dando lugar a una proteína que es la que ejecuta las acciones dentro de la célula.

Los medicamentos basados en RNA interferente (RNAi, por sus siglas en inglés) actúan a nivel del mRNA que transporta la información de las proteínas patógenas o expresadas en mayor cantidad, iniciando un proceso de destrucción del mismo. De esta manera, al reducir el mRNA patológico, se reduce en consecuencia, la cantidad de proteínas patógenas producidas. Esto permite devolver a las células su funcionalidad original, y por lo tanto al paciente a una situación de normalidad. Este proceso se denomina silenciamiento génico.

Entre los compuestos más importantes que permiten el silenciamiento génico se encuentran los RNA interferentes de pequeño tamaño (siRNA, por sus siglas en inglés small interference RNAs). Los siRNAs son pequeños oligonucleótidos con estructura de doble cadena y con una composición, similar a la del DNA o al RNA. Tanto el DNA como el RNA están compuestos por una combinación de distintas letras T, C, G, A, (DNA) y. U, C, G, A, (RNA). La combinación de las mismas permite crear patrones distintos que dan lugar a instrucciones distintas que son posteriormente interpretadas y traducidas por los ribosomas dando lugar a proteínas muy distintas. La combinación particular de esas letras está relacionada a su vez con la especificidad y eficacia de funcionamiento de los siRNAs. Los siRNAs se diseñan para ser fármacos muy específicos y evitar posibles efectos no deseados. Gracias a los algoritmos de IA, empleados durante el diseño de los siRNA, se evitan desde el inicio de su desarrollo riesgos asociados a todo fármaco como, por ejemplo, los toxicológicos.

Dentro del consorcio, la empresa especialista en el diseño y desarrollo de estas moléculas, Sylentis, utiliza una avanzada y potente plataforma de software, denominado SirFinderTM. Desde la fase de diseño se controla un amplio rango de propiedades que incrementen de manera sustancial las posibilidades de que estas moléculas sean funcionales, no solo en las fases in vitro de desarrollo, sino también las siguientes etapas de desarrollo del medicamento presentando además unas adecuadas características químicas y farmacológicas que faciliten su fabricación y su comercialización en caso de alcanzar el mercado.

La información genética para el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos está contenida en sus moléculas de DNA. Estas moléculas almacenan y transportan una información, en forma estructurada, con las órdenes y reglas que marcan el funcionamiento de la maquinaria celular, y que a día de hoy podemos comprender. De forma similar a cualquier soporte de almacenamiento de datos, esta información se encuentra registrada en forma de un código en el DNA.

El DNA consiste en dos largas cadenas unidas en forma de doble hélice con un esqueleto químico compuesto por secuencias de cuatro bloques que se repiten, denominados bases y cuyos nombres son Adenina, Guanina, Citosina y Timina. Podemos asimilar la aparición de cada una de estas bases en la secuencia del DNA a una letra dentro del código genético, abreviadas como A, G, C y T. Y podemos tomar estas cuatro letras, como las que componen las palabras del lenguaje celular.

El DNA es una molécula muy estable y grande. Esto es una ventaja para preservar la información contenida, pero no lo hace funcional para comunicarla al resto de la célula ya que el DNA queda confinado en el núcleo de la célula. Para transmitir la información contenida en el DNA, las células realizan una copia de esta información, ya fragmentada, a otra molécula análoga con ligeras modificaciones químicas, el RNA mensajero (mRNA por sus siglas en inglés). En el MRNA la Timina (T) se sustituye por una molécula muy similar, el Uracilo (U). Por lo que sus letras pasan a ser A, G, C y U. Más pequeño y con una sola cadena, el RNA mensajero es capaz de navegar por la célula a órganos específicos en los que se ejecutan las instrucciones contenidas en esa información transmitida: los ribosomas. Estas instrucciones no son otras que las necesarias para la creación de proteínas y los ribosomas son capaces de interpretarla y fabricar estas proteínas.

Las proteínas al igual que el DNA son largas cadenas que se componen de bloques químicos repetidos denominados aminoácidos (en este caso hay 20). Dentro del DNA y del RNA existen combinaciones de 3 bases agrupadas que informan a ribosoma del aminoácido específico que debe agregar a la cadena de una proteína, de forma equivalente a una palabra.

Así, por ejemplo, si el código genético leído tiene la secuencia UGC, el ribosoma agregará a la proteína una unidad del aminoácido cisteína, pero si se lee un grupo CGA, se agregará una arginina. Otros grupos de bases indicarán cuando comienza y cuando finaliza la secuencia de la proteína.

El hecho de que entendamos este código de transmisión de la información en los seres vivos, junto al avanzado conocimiento de la físico-química de estas moléculas, lo hace un proceso muy susceptible de ser analizado con herramientas informáticas para buscar aplicaciones. Una de ellas es el crear pequeñas moléculas de estructuras similares al DNA y el RNA, los denominados oligonucleótidos, que con ese mismo lenguaje celular son capaces de interferir o dar instrucciones a las células de forma controlada para que se comporten de una determinada manera. Pese a ser una tarea compleja, hoy en día, el uso de tecnologías de la información, la aplicación algoritmos avanzados y la irrupción de la inteligencia artificial ofrecen herramientas increíblemente eficaces para el diseño de estas moléculas, buscado desde el inicio el diseño de fármacos más seguros y efectivos.

Dentro del consorcio OLIGOFASTX, Sylentis aporta su experiencia en la aplicación de estas tecnologías, poniendo al servicio del proyecto su plataforma SIRFINDERTM . Esta plataforma está íntegramente desarrollada por la compañía y en ella se incluyen más de 30 algoritmos para el diseño acelerado de fármacos basados en oligonucleótidos incluyendo un alto número de parámetros predictivos para la optimización de la eficiencia del fármaco durante su desarrollo y tras su eventual aprobación, como su posible toxicidad, consideraciones de propiedades del producto en ensayos preclínicos o de factores que puedan afectar a su fabricación.


ENFERMEDADES RARAS

La retinosis o retinitis pigmentaria (RP) comprende un grupo de enfermedades oculares que cursan con daño en la retina. La retina es un tejido especializado en la superficie interior del ojo, donde se proyectan las imágenes y con capacidad de convertir las señales lumínicas en señales nerviosas, siendo su función fundamental del sentido de la visión. En los pacientes de retinosis pigmentaria este tejido se va degradando incluso hasta desaparecer en muchos pacientes. Algunas formas de retinosis pigmentaria pueden estar asociadas con la sordera, la obesidad, enfermedad renal y otros problemas generales de salud, incluidos trastornos metabólicos y del sistema nervioso central. En ocasiones se asocia también a anomalías cromosómicas.

Se calcula que 1 de cada 3.000 -4.000 habitantes en el mundo padece retinosis pigmentarias y es la causa principal de ceguera total. Con una población mundial estimada actualmente en más de 7.740 millones de personas, se puede calcular que aproximadamente entre 1,94 y 2,58 millones de personas en todo el mundo padecen uno de estos trastornos. Es por lo tanto una enfermedad rara, pero que afecta a un significativo número de personas en la población. Se estima que la enfermedad afecta a 2 a 2,6 millones en el todo el mundo, con 15.000 casos solo en España.

Es una enfermedad que generalmente tiene carácter hereditario a través de uno o ambos padres, aunque, en raras ocasiones, puede evolucionar de forma espontánea a partir de una codificación incorrecta del DNA durante la división celular. El 50% de los casos tienen antecedentes familiares. Sin embargo, la discapacidad visual severa no afecta a todos por igual, ni siquiera dentro de una misma familia. Se han identificado varios genes específicos implicados en esta enfermedad, pero no está claro por qué las mutaciones en un gen alteran los fotorreceptores y otras capas de la retina.

La retinosis pigmentaria se manifiesta de diferentes maneras causando la pérdida progresiva de visión. Entre los diversos síntomas descritos, algunos de los más relevantes son problemas de visión nocturna o reducción de la visión periférica (lateral, superior o inferior). Según la visión del paciente empeora puede experimentar ‘visión túnel’. En algunas personas la retinosis pigmentaria también puede llevar a alteraciones en la percepción del color. Actualmente no existe una cura para la retinosis pigmentaria.

La amaurosis congénita de Leber (LCA) es una enfermedad ocular que afecta principalmente a la retina, el tejido ocular interno sobre el que se proyectan las imágenes en el que las señales lumínicas se convierten en impulsos eléctricos llegando al cerebro generando la visión. Su prevalencia se calcula en un rango de 1 a 9 casos cada 100.000 habitantes y explica el 5% de todas las distrofias retinianas y el 20% de los casos de ceguera pediátrica. Es por tanto una enfermedad ocular rara pero grave, con base genética, que comienza a mostrar signos ya en el primer año de vida.

Esta enfermedad provoca un grave déficit visual en los niños desde los primeros meses de vida y se reconoce por la persistencia de nistagmus (movimientos pendulares continuos de los dos ojos) a partir del tercer mes de vida, intensa fotofobia y enoftalmos (aspecto de los ojos hundidos). La pérdida de la visión en niños con LCA ocurre cuando las células fotorreceptoras de la retina (bastones y conos) dejan de funcionar. Los conos (permiten la visión durante el día y la visión con colores) y los bastones (permiten la visión nocturna o en lugares poco iluminados.

La LCA se caracteriza por una agudeza visual gravemente reducida (≤ 20/400) o ceguera durante el primer año de vida. Dependiendo de la causa genética, pueden presentarse respuesta pupilar lenta, movimientos oculares errantes, fotofobia, hipermetropía elevada, nistagmo, estrabismo convergente o queratocono. El signo óculo-digital de Franceschetti, consistente en apretar, presionar y frotar los ojos es característico de la enfermedad y permite establecer el diagnóstico. La amaurosis congénita de Leber puede también estar asociada a mutaciones en genes ligados a otros síndromes que se cursan con retraso del neurodesarrollo, discapacidad intelectual, apraxia (dificultad del movimiento ocular) y disfunción renal.

El síndrome de Älstrom (ALMS por sus siglas en inglés) es un trastorno genético multisistémico muy poco frecuente. Su prevalencia estimada es de 1 caso cada 1.000.000 habitantes en Europa y América del Norte, siendo mucho mayor en determinadas poblaciones con un alto grado de consanguinidad o geográficamente aisladas.

El síndrome de Älstrom se caracteriza por la distrofia de los conos (células que permiten la visión durante el día y la visión con colores) y de bastones (células que permiten la visión nocturna o en lugares poco iluminados) en la retina, el tejido ocular interno sobre el que se proyectan las imágenes en y en el que las señales lumínicas se convierten en impulsos eléctricos que lleguen llegando al cerebro y generando la visión El síndrome además está asociado a pérdida auditiva, hipertrigliceridemia y obesidad, hiperinsulinemia, diabetes mellitus tipo 2, miocardiopatía dilatada (MCD), fibrosis multiorgánica hipogonadismo/hiperandrogenismo, enfermedad respiratoria crónica, y disfunción renal y hepática progresiva.

El síndrome además está asociado a pérdida auditiva, hipertrigliceridemia y obesidad, resistencia a la insulina e hiperinsulinemia, diabetes mellitus tipo 2, miocardiopatía dilatada (MCD), fibrosis multiorgánica hipogonadismo/hiperandrogenismo, enfermedad respiratoria crónica, y disfunción renal y hepática progresiva.

Por lo general, la distrofia retiniana de conos y bastones tiene un fuerte factor genético y se desarrolla unas pocas semanas después del nacimiento, aunque las forma y edad de aparición de los primeros síntomas son muy variables entre pacientes. Entre sus síntomas se encuentran la presentación de nistagmo (movimiento involuntario de los ojos) y fotodisforia (alta sensibilidad a la luz).

Desde una perspectiva oftálmica, es una enfermedad ocular grave ya que de una manera progresiva provoca la ceguera total usualmente en la adolescencia. Sin embargo, los síntomas, en muchos casos sistémicos, van mucho más allá, ya que la mayoría de los pacientes desarrollan perdida neurosensorial bilateral progresiva de diferente intensidad, fibrosis multiorgánica, obesidad hiperinsulinemia y riesgos de padecer insuficiencia cardiaca. No existe tratamiento curativo, por lo cual el objetivo terapéutico se basa en mejorar los síntomas. Al tratarse de un proceso que afecta a muchos órganos, suelen implicarse diferentes especialistas que deben trabajar de forma coordinada, entre los que se incluye el pediatra, médico de familia, oftalmólogo, endocrinólogo, otorrinolaringólogo y cardiólogo.


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