Naturaleza e IA en el descubrimiento de fármacos: una solución frente a los altos costes

high costs of drug development and the high rate of clinical trial failure for drugs that reach human testing lead to high medication costs.
high costs of drug development and the high rate of clinical trial failure for drugs that reach human testing lead to high medication costs.Image: Ave Calvar For Unsplash+
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  • Los altos costes de los medicamentos repercuten negativamente en la economía; para corregirlo, se requieren soluciones en toda la cadena de valor sanitaria.

  • Entre los factores que más contribuyen se encuentran los elevados costes del desarrollo de fármacos y la alta tasa de fracaso de los ensayos clínicos de los fármacos que llegan a la fase de pruebas en humanos.

  • La naturaleza es una fuente de medicamentos con mayor probabilidad de éxito en los ensayos clínicos, pero pocas, por no decir ninguna, de las principales farmacéuticas aprovechan este recurso.

Millones de pacientes en todo el mundo tienen dificultades para costear los medicamentos necesarios debido al alto coste de los fármacos recetados. De hecho, un asombroso 33 % de los estadounidenses encuentra difícil costear los fármacos recetados debido a los altos gastos de bolsillo costes.

Las repercusiones negativas de esta realidad van mucho más allá del paciente e impactan en la economía y en los sistemas sanitarios. Cuando los pacientes renuncian a sus medicamentos, es probable que sus afecciones empeoren, lo que les lleva a buscar atención de urgencias o atención urgente y a sufrir hospitalizaciones, que suelen ser más caras que la atención preventiva o rutinaria y que aumentan aún más la presión sobre hospitales ya saturados sanitarios. Esto también contribuye al coste combinado de 500 000 millones de dólares para el sistema sanitario estadounidense debido a la falta de adherencia a la medicación (no adherencia).

Las presiones adicionales sobre la economía se producen cuando los empleados enferman más por no poder costear los medicamentos necesarios, lo que provoca una disminución de la productividad laboral y absentismo, lo que cuesta a las empresas de EE. UU. 225 800 millones de dólares al año, y en el Reino Unido 100 000 millones de libras al año.

El alto coste de los medicamentos tiene un impacto negativo en la economía mundial, por lo que se requieren soluciones en toda la cadena de valor sanitaria para reducir el precio de los fármacos recetados.

Desarrollo de fármacos

¿Qué factores contribuyen al alto coste de los fármacos recetados? Aunque existen factores a lo largo de toda la cadena de valor del desarrollo y la comercialización de fármacos, nos centraremos en el desarrollo de fármacos.

Dos factores que más contribuyen son los elevados costes asociados al desarrollo de fármacos, un proceso largo y costoso, y la alta tasa de fracaso de los ensayos clínicos de los fármacos que han avanzado a las pruebas en humanos.

Puede tardar más de 12 años y más de 2000 millones de dólares para que un fármaco pase de las pruebas preclínicas a la aprobación final aprobación, y las empresas de desarrollo de fármacos pueden intentar recuperar estos costes cuando un fármaco entra con éxito en el mercado. Además, menos del 12 % de los fármacos que entran en ensayos clínicos obtienen la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. (FDA), y las empresas pueden llegar a gastar hasta 375 millones de dólares en ensayos clínicos por fármaco. Por ello, las empresas de desarrollo de fármacos también están incrementando los costes de los fármacos aprobados para compensar el capital perdido en los programas de ensayos clínicos fallidos, lo que se traslada a los pacientes y pagadores en forma de precios más altos de los fármacos recetados.

Estos desafíos plantean una nueva misión para la industria del desarrollo de fármacos: descubrir fármacos con más probabilidades de funcionar en los pacientes, lo que supone menos dinero perdido en ensayos clínicos fallidos. Aunque muchos factores, además de los costes de desarrollo, influyen en la fijación de precios de los fármacos, las empresas que logren esta misión podrían estar en condiciones de ofrecer medicamentos más baratos a los pacientes gracias a su eficiencia operativa y de capital en el proceso de desarrollo de fármacos.

Irónicamente, existe una fuente de medicamentos con mayor probabilidad de éxito en los ensayos clínicos, pero pocas, por no decir ninguna, de las 25 principales empresas farmacéuticas aprovechan este recurso para el desarrollo de fármacos: la naturaleza.

La naturaleza como medicina

¿Por qué la naturaleza? Los seres humanos llevan milenios utilizando la naturaleza como medicina, y los científicos llevan mucho tiempo recurriendo a ella para descubrir nuevos fármacos. Por ejemplo, muchos antibióticos proceden de microorganismos, y uno de los medicamentos de venta libre más utilizados del mundo, la aspirina, procede del sauce. Incluso hoy en día, más del 30 % de las nuevas entidades moleculares aprobadas por la FDA se derivan directamente de especies microbianas o vegetales, o se inspiran en ellas especies.

Un análisis reciente también demostró que los fármacos derivados de la naturaleza o inspirados en ella tienen más probabilidades de superar los ensayos clínicos. Pese al evidente valor de la naturaleza como material de partida para nuevos medicamentos, esta se aprovecha poco en el descubrimiento moderno de fármacos. Parte de la razón es que, tradicionalmente, para identificar una molécula nueva procedente de la naturaleza había que aislarla primero de todas las demás moléculas de ese organismo, creando una muestra de alta pureza que pudiera analizarse mediante complejos experimentos e instrumentos científicos, como la resonancia magnética nuclear (RMN), para determinar su composición y estructura. Sin embargo, como ocurre en muchas disciplinas científicas, la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático (AA) están dando un vuelco a este paradigma.

Los científicos de la industria utilizan la IA, el AA y la metabolómica (el estudio de los metabolitos o pequeñas moléculas en muestras biológicas) para superar los cuellos de botella tradicionales que han limitado el avance en el descubrimiento de fármacos basado en la naturaleza. La implementación de la IA/AA en el proceso de descubrimiento y desarrollo de fármacos ha dado lugar a nuevas tecnologías con numerosas ventajas posteriores. Entre estas ventajas se incluyen el descubrimiento de fármacos con mayor probabilidad de funcionar en humanos y la reducción de los plazos de I+D, lo que puede permitir que los fármacos lleguen antes a los pacientes, idealmente con costes más bajos para ellos gracias a la reducción de los costes de I+D incurridos.

En Enveda somos una empresa de biotecnología en fase clínica que demuestra la utilidad de la IA/AA en la metabolómica para acelerar el descubrimiento y desarrollo de fármacos procedentes de la naturaleza, con el fin de llevarlos antes a los pacientes. Hemos desarrollado algoritmos novedosos que predicen las estructuras y propiedades de todos los metabolitos en mezclas biológicas complejas, lo que permite identificar las moléculas con mayor potencial terapéutico. Al integrar la IA en este proceso, hemos maximizado la eficiencia de capital y operativa, y hemos generado una amplia cartera de 10 candidatos a desarrollo en solo cuatro años desde la financiación inicial, cuatro veces más rápido que la media del sector. El resultado final de integrar la IA/AA en el descubrimiento de fármacos inspirado en la naturaleza es desarrollar medicamentos candidatos prometedores más rápido, a menor coste y con mejores resultados que las medias del sector, para que los nuevos medicamentos lleguen a los pacientes con mayor rapidez y a un coste menor.

Otra empresa que aplica la IA/AA para descubrir medicamentos a partir de la naturaleza es Basecamp Research, empresa de biotecnología con sede en el Reino Unido. Basecamp Research recopila datos del mundo natural, en lugares que van desde casquetes polares hasta cuevas ocultas en la selva, con el objetivo de identificar proteínas con propiedades beneficiosas. Su conjunto de datos busca comprender y recrear la inteligencia colectiva de la naturaleza para descubrir relaciones hasta ahora desconocidas entre las distintas estructuras biológicas de las proteínas.

A medida que los científicos de toda la industria siguen integrando la IA/AA en sus investigaciones, podemos superar los cuellos de botella tradicionales que han limitado el descubrimiento de fármacos a partir de la naturaleza.

Mediante el uso de la IA/AA para acelerar el descubrimiento de fármacos a partir de conjuntos de moléculas presentes en la naturaleza que tienen más probabilidades de superar los ensayos clínicos, podemos reducir los precios de los fármacos y aliviar la carga de los costosos gastos sanitarios de millones de pacientes.

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