NanoPurAsp: Produção e purificação de biofármacos anti-leucémicos

Descobrir formas sustentáveis de produção do biofármaco L-asparaginase, uma enzima utilizada no tratamento de alguns tipos de cancro, nomeadamente leucemia, é o objetivo deste projeto cofinanciado pelo COMPETE 2020. Leia o testemunho das coordenadoras das instituições de I&D envolvidas: CICECO, FEUP e UNESP.

1. Síntese

O projeto NanoPurAsp visa a produção de L-asparaginase por fermentação e o desenvolvimento de um processo economicamente viável e sustentável de purificação deste biofármaco usado no tratamento da leucemia linfoblástica aguda (LLA), uma doença maligna do sangue e um dos tipos de cancro mais frequentes em crianças. 

Para nos explicar o âmbito e o alcance deste projeto, falámos com as coordenadoras das três instituições de I&D envolvidas: Ana Paula M. Tavares – CICECO, Cláudia G. Silva - FEUP e Valéria de Carvalho Santos Ebinuma – UNESP.

A equipa propõe novas soluções de desenvolvimento de processos e de produto, nomeadamente na otimização do processo de produção e na utilização de diferentes microorganismos com maior capacidade de produção, na purificação do biofármaco e no uso de (nano)materiais reutilizáveis. 

É assim esperado um processo mais eficiente, com redução no consumo de energia, minimizando o impacto ambiental e económico dos processos desenvolvidos e otimizados para a sua futura aplicação em escala industrial.

2. Sobre o Projeto NanoPurAsp

2.1 Enquadramento

                           | Ana Tavares, CICECO |              | Cláudia G. Silva, FEUP |             | Valéria Ebinuma, UNESP |            

«A leucemia linfoblástica aguda (LLA) é uma doença maligna do sangue e um dos tipos de cancro mais frequentes em crianças. A LLA é caracterizada pela produção excessiva de linfoblastos que não chegam a células maduras, e preenchem a medula óssea, impedindo a produção de outras células normais. 

O tratamento da LLA consiste em quatro fases, sendo que nas duas primeiras há uma combinação de fármacos sintéticos e de biofármacos (medicamentos obtidos a partir de células modificadas geneticamente), nomeadamente a L-Asparaginase (ASNase), uma enzima que catalisa a hidrólise do aminoácido L-asparagina em ácido L-aspártico e amoníaco. As células tumorais têm uma exigência elevada para este aminoácido, por isso, quando a ASNase é administrada na corrente sanguínea, há uma diminuição rápida da concentração de L-asparagina (fonte externa de L-asparagina das células tumorais que não conseguem sintetizar este aminoácido), levando à morte seletiva das células tumorais. 

Desde a introdução da ASNase no tratamento da LLA as taxas de sobrevivência em crianças têm aumentado progressivamente para valores próximos dos 90%. No entanto, a ASNase produzida atualmente para aplicações terapêuticas é obtida a partir de bactérias, o que tem causado reações de hipersensibilidade.

Desse modo, a busca por novos microorganismos capazes de produzir ASNase com efeitos colaterais reduzidos é de vital importância. Além disso, devido ao custo elevado destes biofármacos, há uma grande procura pelo desenvolvimento de novas tecnologias para a sua purificação a partir dos meios onde são produzidos, e permitir a diminuição do seu custo».

2.2 Descrição

O projeto NanoPurAsp é coordenado pelo CICECO-Aveiro Institute of Materials na Universidade de Aveiro em co-promoção com o Laboratório Associado LSRE-LCM da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto e em colaboração com a Faculdade de Ciências Farmacêuticas da Universidade Estadual de São Paulo. 

Este projeto visa a produção de uma ASNase recombinante por fermentação bacteriana e o desenvolvimento de uma plataforma económica e sustentável para a purificação desta enzima a partir do meio fermentado utilizando diferentes tipos de nanomateriais. A meta consiste na obtenção de rendimentos e purezas elevadas e redução de custos, tirando partido das competências multidisciplinares das equipas de investigação. 

Na fase final do projeto espera-se que os nanomateriais mais promissores sejam incorporados em membranas, permitindo assim a produção de ASNase num processo em regime contínuo potencialmente patenteável. 

Pretende-se, ainda, ir de encontro à legislação para a aprovação de produtos biofarmacêuticos pelas autoridades reguladoras, uma vez que estas requerem um produto eficaz e de alta qualidade, isto é, sem efeitos secundários, elevada pureza e atividade biológica. 

2.3 Apoio do COMPETE 2020 

O projeto NanoPurAsp conta com o cofinanciamento do COMPETE 2020 no âmbito do SAICT - Sistema de Apoio à Investigação Científica e Tecnológica, envolvendo um investimento elegível de cerca de 240 mil euros, o que resultou num incentivo FEDER de cerca de 204 mil euros.

«Este incentivo foi determinante para o financiamento do projeto, possibilitando a compra dos materiais e a contratação dos recursos humanos indispensáveis para a produção de uma L-Asparaginase recombinante e para a síntese de nanomateriais com potencial na purificação desta enzima a partir do meio fermentativo, perspetivando-se o desenvolvimento de uma nova plataforma mais económica e sustentável», explicam as responsáveis do projeto.