Del laboratorio a la farmacia: cómo se crea un nuevo medicamento
El desarrollo de un nuevo medicamento puede durar más de quince años y costar más de mil millones de euros. Todo comienza en un laboratorio universitario —como los de la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH)—, donde el personal investigador, con apoyo de organismos públicos y de la industria farmacéutica, estudia los procesos biológicos y las alteraciones que pueden originar una enfermedad, un síntoma o una disfunción. Pero el viaje del medicamento no termina en el mostrador de la farmacia. Continúa dentro del organismo y en la práctica clínica, donde se evalúa su eficacia, seguridad y uso real. Esa parte del recorrido la investiga el grupo de Optimización Biofarmacéutica y Disolución Biopredictiva de la UMH, especializado en farmacocinética experimental y en el desarrollo de modelos predictivos que mejoran la efectividad de los tratamientos.
El viaje del medicamento en el cuerpo
El viaje del medicamento no termina cuando llega a la farmacia: continúa dentro del organismo. Los fármacos administrados por vía oral, inhalatoria o intravenosa entran en el estómago, los pulmones o las venas, se absorben y circulan por la sangre, son procesados por el hígado y finalmente excretados. Pero no es un viaje pasivo: mientras el medicamento actúa sobre sus dianas terapéuticas, el cuerpo también actúa sobre el medicamento. De estudiar este intercambio se encarga la farmacocinética.
Para seguir ese recorrido interior, se utiliza el modelo LADME, que describe las cinco fases que determinan el destino del fármaco: liberación, absorción, distribución, metabolismo y excreción. En las formulaciones orales, primero, algunos excipientes facilitan que la formulación farmacéutica se rompa en gránulos y después el principio activo se disuelve en los fluidos gastrointestinales para poder ser absorbido. Este paso es crucial porque determina qué cantidad del medicamento llega realmente al torrente sanguíneo.
La biodisponibilidad se refiere a la proporción y velocidad con la que el principio activo alcanza la sangre y está disponible para ejercer su efecto. Si dos medicamentos con el mismo principio activo alcanzan concentraciones similares en sangre y producen los mismos efectos, se dice que son bioequivalentes. Esta equivalencia es la base que permite comercializar medicamentos genéricos, que son de distintos fabricantes, pero con una eficacia y seguridad comparables.
Una vez absorbido por vía oral, el medicamento viaja por la circulación sanguínea y llega al hígado antes de distribuirse al resto del organismo. El hígado puede metabolizar parte del fármaco antes de que llegue a la circulación general y reducir su concentración activa. Por eso, la formulación y la dosis deben calcularse con precisión: poca cantidad sería ineficaz; demasiada, podría resultar tóxica. Es un equilibrio tan delicado que conocerlo en detalle requiere utilizar cálculos complejos y simulaciones por ordenador.
En la UMH, el grupo de investigación Optimización Biofarmacéutica y Disolución Biopredictiva, liderado por la catedrática Marival Bermejo Sanz, trabaja para perfeccionar este conocimiento. Su labor se centra en desarrollar modelos que simulan cómo un fármaco se comporta en el organismo, con el fin de optimizar su formulación y predecir su rendimiento antes de las pruebas clínicas.
En un estudio reciente, realizado junto al área de Ingeniería de Sistemas y Automática de la UMH, analizaron cómo el vaciamiento gástrico influye en la disolución y absorción del dipiridamol, un fármaco utilizado para prevenir la formación de trombos en la sangre. Su comportamiento depende del pH del estómago y del intestino, ya que se disuelve mejor en medios ácidos y peor en los más neutros o alcalinos. Usando un simulador gastrointestinal y modelos matemáticos dinámicos, reprodujeron distintos patrones de vaciamiento del estómago y comprobaron que tanto la velocidad como la forma en que éste se vacía modifican la cantidad de fármaco que se disuelve y, por tanto, su biodisponibilidad. El estudio demuestra que incorporar estos modelos realistas mejora la predicción del comportamiento de los medicamentos orales y ayuda a diseñar formulaciones más eficaces.
Cada fórmula completa de un medicamento combina un principio activo, la molécula responsable de producir el efecto terapéutico, y varios excipientes. Los principios activos pueden bloquear, activar, imitar, modular, sustituir o neutralizar procesos biológicos. Su función depende del tipo de enfermedad, síntoma o proceso que se busca corregir. Los excipientes son sustancias inactivas que le dan forma al medicamento, protegen el principio activo y controlan cómo se libera en el organismo. Los excipientes también pueden mejorar el sabor, el olor o la estabilidad del fármaco y ajustar el tamaño y la consistencia de la formulación.
Cada dosis de un fármaco produce un aumento temporal de su concentración en sangre. El efecto terapéutico se mantiene cuando esa concentración se encuentra entre dos límites: el mínimo eficaz (MEC), por debajo del cual el fármaco no hace efecto, y el mínimo tóxico (MTC), por encima del cual pueden aparecer efectos adversos. Tomar el medicamento a los intervalos regulares indicados por el personal sanitario mantiene el nivel dentro de esta ‘ventana terapéutica’, garantizando un alivio continuo y seguridad. Los medicamentos que el organismo elimina rápido (a) necesitan tomas más frecuentes y generan oscilaciones mayores entre dosis, mientras que los que se eliminan lentamente (b) mantienen niveles más estables en la sangre. La línea discontinua indica lo que ocurre si se administra una dosis inicial más alta, diseñada para ‘arrancar’ el tratamiento más rápido antes de seguir con las dosis habituales.
Fuente: Flanagan et al. 2008.
🙂 Agradecemos a la catedrática de Farmacia y Tecnología Farmacéutica de la UMH Mª Val Bermejo Sanz su colaboración en la revisión de este artículo de divulgación científica.
