20 Encontro Nacional de Inovação em Fármacos e

Medicamentos

Seção Técnica A5 - Vacinas e Doenças Negligenciadas

Desafios no desenvolvimento de vacinas no Brasil:

o que fazer?o que fazer?

Paulo Lee Ho

Centro de Biotecnologia

Instituto Butantan

hoplee@butantan.gov.br

2008

Instituto Butantan

Instituto Butantan: Maior produtor de soros e vacinas da América Latina

Produz anualmente entre 150-180 milhões de vacinas

Produz 250-300 mil ampolas de soro Produz 250-300 mil ampolas de soro

Principais vacinas: Tríplice (DPT – Difteria, pertussis e tétano)

em produção BCG

Hepatite B (primeira vacina recombinante no Brasil)

Vacina da raiva celular para uso humano

Brasil, país em desenvolvimento

- problemas em 1984 - Programa de Autosuficiência em Imunobiológicos

- Conceito de qualidade (ISOs, cGMP)- Criação do Centro de Biotecnologia em 1985 (auto-suficiência não se resolve somente com aumento desomente com aumento deprodução mas também comdesenvolvimento de tecnologia)

-Personagens importantes (contratação de Lideranças Científicas)

- problemas em 2003, situação melhor que 1984!

- problemas maiores em 2010 se não pensarmos emnovas soluções)

PLoS Neglected Tropical Diseases

PLoS Neglected Tropical Diseases is an open access

journal devoted to the pathology, epidemiology,

prevention, treatment and control of the neglected

tropical diseases (NTDs), as well as public policy

relevant to this group of diseases. The NTDs are defined

as a group of poverty-promoting chronic infectious as a group of poverty-promoting chronic infectious

diseases, which primarily occur in rural areas and poor

urban areas of low-income and middle-income

countries. They are poverty-promoting because of their

impact on child health and development, pregnancy, and

worker productivity, as well as their stigmatizing

features.

Protozoan Infections

Amebiasis

Balantidiasis

Chagas Disease

Giardiasis

Human African Trypanosomiasis

Leishmaniasis

Helminth Infections

Taeniasis-Cysticercosis

Viral Infections

Dengue

Japanese encephalitis

Jungle yellow fever

Other arboviral infections

Rabies

Rift Valley fever Taeniasis-Cysticercosis

Dracunculiasis

Echinococcosis

Food-borne Trematodiases

Loiasis

Lymphatic Filariasis

Onchocerciasis

Schistosomiasis

Soil-transmitted Helminthiases (Ascariasis, Hookworm Diseases, etc)

Toxocariasis and other Larva Migrans

Rift Valley fever

Viral hemorrhagic fevers

Bacterial Infections

Bartonella

Bovine Tuberculosis in Humans

Buruli Ulcer

Cholera

Enteric pathogens (Shigella, Salmonella, E. coli)

Leprosy

Leptospirosis

Relapsing Fever Relapsing Fever

Trachoma

Treponematoses (Bejel, Pinta, Syphilis, Yaws)

Fungal Infections

Mycetoma

Paracoccidiomycosis

Ectoparasitic Infections

Scabies

Myiasis

"Doenças de Pobres"

"Doenças que a Big Farma não está

interessado"

Mercado pequeno, baixo lucro, mal pagador

Neglected or not neglected,

em geral, problemas tecnológicos comuns

Real killers: influenza,

hepatitis, rotavirus,

papilloma virus, malaria,

HIV, tuberculosis,

acute respiratory diseases,

diarrhea

heart disease, cancer,

diabetes

dengue, leishmania

O nosso compromisso (missão pública):

Além da prova do princípio, os projetos devem resultarem vacinas de baixo custo que possam ser usados pelapopulação em geral através do sistema público de saúde.

Radical Innovations: Necessary but also costly and of high risk

Science 306: 1138-1139, 2004

Science 303: 316, 2004

Cox-2 inhibitors

Centro de Biotecnologia:Prospection – Development – Production(Bench) (Scale-up) (GMP/Production)

Não entendo porque o

processo de scale up não

funciona...

Radical Innovations over time:

(1820-1880), (1880-1930), (1930-1960), (1960-1980), (1980-1993)

Research Policy 30: 535-588, 2001

Foccus on

Recombinant DNA

and

monoclonal

antibodies

erythropoietin

erythropoietin

G-CSF

Nature

Biotechnol

22: 1513, 2004

G-CSF

G-CSF

Insulin

Interferon

Interferon

TNFR (antag.)

erythropoietin

erythropoietin

Sales potential

Nature Reviews Drug Discovery 3: 383, 2004

Trends in Biotechnology 22: 406, 2004

Monoclonal antibodies

Nature Reviews Drug Discovery 3: 383, 2004

Tempo de maturação é longo, média de 10 anos e são os processos

são continuados:

Gripe sazonal/pandêmica (2000)

Planta Piloto (1998-2007)

Surfactante pulmonar (2000)

Planejamento, parcerias, recursos construção, recursos contração

de pessoal, marcos regulatórios (CTNBio, ANVISA), importação

de equipamentos, insumos, testes experimentais, validação dos

equipamentos, validação dos procedimentos, etc

Começar agora para daqui a 10 anos!

To decide what to do, we need:

- Qualified PhDs (some specialists and some generalists)

- Demand of the public health sector (epidemiology)

- Product market knowledge

- Planning

- Intelectual property and patents

- Free and good research at the Division of Basic Science

Ambiente Favorável

What kind of Institution makes innovation?

- Production Division (knowledge of how to

do)(INDUSTRY/academia)

- Research Division (knowledge)(ACADEMIA/INDustry)

Importance of qualified human resources!

Can we just buy a molecular biology machine and the innovation

problem is solved?

Equipments, engines, they do not innovate.

Qualified person innovates!

Multifactorial aspects, but one is central: Qualified human resource

Academia - Idéias, conhecimento, conceitos

Indústria - Transformação de idéias, conhecimento, conceitos

- Pessoal qualificado (Doutores, pesquisadores)

Indústria - Lógica do mercado

Mercado é amoral - Indústria ?

O Estado tem que impor limites - moral - preços, quebra de patentes

Mercado de imunobiológicos/biológicos é diferente de Mercado de imunobiológicos/biológicos é diferente de

automóveis, relógios

Falta de acesso a imunobiológicos/biológicos mata, influencia a

saúde do vizinho, infecta o vizinho - moral

Vacina de HPV a US$120/dose - lógica do mercado, impacto zero

em saúde pública

Transforming the public health needs in

biotechnological opportunities!

Development of technological platforms:Development of technological platforms:

- high density growth of cell culture

- recombinant proteins in microorganisms

- biomolecules purification and characterization

- scaling up....

Economically viable!

In the case of vaccine, Instituto Butantan strategies are:

1. Improvement of the present vaccines (efficacy, potency,

yield, adjuvancy – Example: influenza)

2. Combination of vaccines

3. Development of new projects –3. Development of new projects –

- radical innovations

- incremental innovations

- new uses for known substances

- biogenerics

Radical innovations:

Reverse vaccinology applied to Leptospira

- ~ 200 different serovars

- Leptospirosis: Widespread zootic

disease maily transmitted by rodents.

High incidence of the disease in rainy

seasons in urban cities.

Genome of the prevalent sorovar in

Brazil – L. interrogans serovar

Copenhageni

- Completely sequenced by a Brazilian

consortium under the coord. of I.B.

- 2 circular chromosomes

- 4.627.366 bp

- 3728 genes

Leptospira interrogans

CDC/NCID/HIP/Janice Carr - 3728 genes

http://aeg.lbi.ic.unicamp.br/world/lic/

pDEST17

ORFs from L. interrogans

Identification of vaccine

Cloning, expression and purification of the recombinant proteins

Features of a putative antigen

Search for antigensby bioinformatics

vaccine candidates in

silico

Vaccine development Assays of

immunogenicity in animal models

Whole Genome

3728 predicted coding sequences

Selection in silico as surface associated proteins

20% genome

Selected for Cloning

209 predicted coding sequences

Successfully cloned

175 predicted coding sequences

Scheme I. Flow chart of

the genome–based

strategy to search for

vaccine candidates and/or

proteins for diagnosticExpressed, purified and probed by immunoassay

150 recombinants proteins

Recognized by sera from leptospirosis human patients

16 recombinant proteins

Conserved expressed among 9 pathogenic Leptospira interrogans serovars but

absent on the non-patogenic L. biflexa serovar Patoc

4 recombinant proteins (out of 10 tested)

proteins for diagnostic

purposes.

Expression

Purification

Immunereactivity with patient sera

Antigen conservation in

different serovars ofdifferent serovars of

L. interrogans:

1-Canicola,

2- Icterohaemorrhagiae,

3- Copenhageni,

4- Bratislava,

5- Hardjo, 6- Autumnalis,

7- Pomona, 8- Pyrogenes,

9- Gryppotyphosa,

10- Biflexa (Patoc)

Surfactante Pulmonar

Production of porcine pulmonary surfactant

US$100.00/

dose

Pulmonary surfactant: decrease in the superficial

tension in the alveolae

Pulmões suínos moídos

Extração salina

Filtração

Filtração

Evaporação dos solventes

Re-suspensãoem salina

Adsorção em derivado de celulose

Lavagem

Extração orgânica

Surfactante Pulmonar

Liofilização

Normal

Síndrome do Desconforto Respiratório

Teste in vivo do surfactante pulmonar produzido no Instituto Butantan comparado com um surfactante comercial usando como modelo biológico, coelhos

neonatos prematuros

Arcas et al, Pediatric Research, 47 (4): 386 A, 2000

Parâmetros Survanta® n=11 Butantan n=10 Controles n=8

TV(ml/kg) 7,3±1,1 7,6±0,7 8,0±0,5

VP(cm H2O) 24,5±1,2 24,1±0,8 30,0±0,8

DyC(ml/kg.cm H2O) 0,296±0,043 0,311±0,025 0,255±0,027

Alv. Colapsados (%) 17,7 17,8 36,4

Metodologia:Os animais foram ventilados durante 20 minutos usando um ventilador-pletismógrafo com os seguintes parâmetros iniciais estabelecidos: frequência respiratória, 60 ciclos/minuto, volume anti-afogamento (TV) 8ml/kg, fração inspiratória de oxigênio (FiO2) 0,21, pressão inspiratória máxima ou de pico (PIP) 28 cm H2O e sem pressão final de expiração (PEEP). A pressão ventilatória (VP=PIP-PEEP) e a complacência dinâmica (DyC=TV/VP) foram determinadas a cada 5 minutos. No final do período de ventilação, os pulmões foram inflados com a pressão de 30cm H2O, imersos em nitrogênio líquido, fixados com solução de Carnoy. Cortes pulmonares corados com HE foram estudados pelo método de contagem pontual e estatisticamente analisados (ANOVA e X2 com 5% de significância) para avaliar a quantidade de alvéolos colapsados.

N N

Creation of a multipurpose GMP pilot plant - for GMO or not GMO

P

P

Classificação das áreas N e P, 10.000, com fluxo laminar, 100

Tradition : A revolution incorporated in the routine life of the people

Revolution: Something that will be incorporated as tradition

Each vaccine development can be a revolution in public health.

If it works and if it is acessible to all,

the developed vaccine becomes a tradition!

Many thanks for your attention!

O que precisamos (aconteceu em parte

com o Instituto Butantan):

- Recursos humanos (nas indústrias), criação de um clima, cultura de

desenvolvimento científico e tecnológico (favorece inovação radical,

capacidade de absorção de novas tecnologias, capacidade de interação

com Universidades e Institutos de Pesquisa, captação de recursos);

- Recursos financeiros continuados (formas de avaliação da sua boa - Recursos financeiros continuados (formas de avaliação da sua boa

aplicação e dos seus resultados, círculo vicioso, não investe porque

não tem doutores, não tem doutores porque não investe -

Agências públicas e da própria entidade/empresa privada)

- Suporte do Estado (incentivos distintos - redução de impostos,

proteção e preferência ao produto desenvolvido até um certo limite)

- Incentivo para a criação de uma indústria de base (os nossos insumos

são quase todos importados!)

- Controle de qualidade (ISO, GMP, etc)

São poucos os profissionais com título de doutor atuando em empresas

do País nas áreas de pesquisa e desenvolvimento.

Dados do IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística)

revelam que são cerca de 41 mil as pessoas ocupadas com pesquisa e

desenvolvimento em empresas brasileiras. Dessas, segundo projeções

de especialistas, apenas cerca de 750 têm doutorado, número

equivalente à média anual de doutores contratados por empresas na

Inglaterra.

Pesquisa da Anpei (Associação Nacional de Pesquisa, Pesquisa da Anpei (Associação Nacional de Pesquisa,

Desenvolvimento e Engenharia das Empresas Inovadoras) feita com

334 firmas que investem em pesquisa e desenvolvimento indica uma

média de 0,8 doutor por empresa, número considerado baixo.

De acordo com o último censo, o Brasil tem 302 mil profissionais com

título de mestrado ou doutorado. Desses, segundo o MEC, 136 mil

estão nas instituições de ensino superior -50 mil são doutores, dos

quais 63% estão na universidade pública.

FSP 04/07/2004

Nature 436: 480-483, 2005

Nature 436: 480-483, 2005

"O jogo é pra

valer quando

todos sabem

jogar"

Nature 436: 480-483, 2005

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