En el Hospital Infantil Mercy de Kansas City, un grupo de investigadores desarrolló algo sorprendente: pequeños "corazones" que laten y se cultivan en laboratorio. Solo se pueden ver con el microscopio y reciben el nombre de organoides. Se generan en pocos días a partir de células madre del propio paciente. Los médicos los usan para probar cuál es el medicamento más efectivo para tratar su enfermedad, lo que permite ahorrar meses de prueba y error. Además, podrían cambiar por completo el modo en que se prueban los fármacos. Incluso, en un futuro, podrían dejar atrás el uso de ratas de laboratorio.
Desde 1937, en Estados Unidos, las pruebas en animales son obligatorias por ley. Ese año, una nueva formulación de un antibiótico común contenía un ingrediente tóxico que provocó la muerte de más de 100 personas. Casi un siglo después, los retiros de medicamentos del mercado siguen ocurriendo por efectos adversos, incluso cuando los ensayos en animales habían demostrado que eran seguros. Frente a esta contradicción, políticos, científicos y empresarios impulsan métodos más precisos para evaluar medicamentos antes de que lleguen a los ensayos clínicos en humanos. La idea es salvar vidas y, de paso, evitar pérdidas millonarias.
En 2022, un grupo de científicos hizo un experimento con 27 compuestos farmacológicos que, según los estudios en animales, eran seguros. Algunos terminaron causando efectos secundarios graves y fueron retirados del mercado tras provocar muertes. Entonces, los investigadores pusieron a prueba esos mismos compuestos con una tecnología nueva: el "órgano en chip". Al igual que los organoides, estos chips simulan órganos humanos, pero con una particularidad: las células se alojan en un dispositivo electrónico diminuto que replica el comportamiento del órgano.
El hallazgo fue contundente. Los chips hepáticos identificaron con precisión cuáles eran los compuestos peligrosos. Este avance podría recortar de forma drástica los costos del desarrollo de medicamentos. Según los autores del estudio, con este sistema la industria podría ahorrar más de US$ 3000 millones por año.
Más allá de la seguridad, el costo también empuja a dejar atrás las pruebas en animales. Hoy, desarrollar y llevar al mercado un solo medicamento le cuesta a una farmacéutica más de US$ 2.000 millones en Estados Unidos. La industria destina cerca de US$ 300.000 millones por año a investigación y desarrollo. Sin embargo, más del 90% de los fármacos candidatos no superan las pruebas. Es un proceso ineficiente que ayuda a inflar los precios de los medicamentos que sí llegan a las farmacias.
Las pruebas en animales, que suelen ser el primer filtro, tienen mucho que ver con ese problema. No son lo suficientemente precisas, y eso lleva a los investigadores a seguir caminos equivocados que cuestan millones. Entre ellos, ya se volvió un chiste repetido: somos capaces de curar casi todas las enfermedades... en ratones. "Claramente no estamos obteniendo información realista de los animales, porque todo lo que llega a la etapa de ensayo clínico primero pasó por ensayos con animales y tuvo éxito, ¿verdad?", dijo Ali Afshar, director ejecutivo de Mytos, una empresa con sede en Londres que está desarrollando una forma automatizada de cultivar células humanas en placas de Petri para probar medicamentos.
Tradicionalmente, el cultivo celular se hace de forma manual, lo que genera inconsistencias entre muestras y vuelve difícil repetir los experimentos con precisión. Automatizar ese proceso no solo agiliza la obtención de datos, también mejora su calidad y permite que los investigadores se concentren en tareas más relevantes. Mytos, que nació en 2016 y ya lleva recaudados casi US$ 29 millones, vende estos cultivos a empresas farmacéuticas. Según Afshar, los usan para probar tratamientos destinados a enfermedades donde los modelos con animales no reflejan lo que realmente ocurre en las personas.
Los organoides y los cultivos celulares son algunas de las alternativas que la FDA propone para dejar atrás las pruebas en animales. El primer paso apunta a una clase específica de medicamentos: los anticuerpos monoclonales. Se trata de compuestos que imitan los anticuerpos naturales del sistema inmunológico y se usan para tratar desde cáncer hasta enfermedad de Crohn o Covid-19. El problema es que probar estos medicamentos no es sencillo. Suelen fallar en ratones y obligan a realizar ensayos en animales más grandes y parecidos a los humanos, como los monos. Cada uno de esos ensayos puede costar decenas de miles de dólares. Y, a pesar del gasto, muchas veces los resultados no se ajustan a lo que ocurre en personas.
En abril, la FDA publicó una guía en la que sugiere a los laboratorios que usen estas nuevas herramientas para demostrar que los medicamentos son seguros. La intención es clara: usar datos humanos reales desde el inicio para identificar cuáles son los candidatos con más posibilidades de funcionar.
Todo esto fue posible gracias a que el presidente Joe Biden firmó en 2022 la Ley de Modernización 2.0 de la FDA, tras su aprobación unánime en el Senado. La norma eliminó la obligación de probar medicamentos en animales para obtener el visto bueno del organismo, siempre que existan otros datos de seguridad —como simulaciones por computadora o pruebas con miniórganos— que convenzan a los reguladores. También suprimió ese requisito para medicamentos que sean biológicamente similares a otros que ya están en el mercado.
El respaldo a este cambio no quedó solo en la administración Biden. Durante el segundo mandato de Donald Trump, el consenso bipartidista en torno a la reducción de pruebas con animales se mantuvo. Incluso los Institutos Nacionales de Salud de EE.UU. lanzaron una iniciativa para bajar el uso de animales en investigaciones, con foco en la financiación y la coordinación entre agencias para impulsar estas tecnologías.
Sin embargo, cada una de estas nuevas herramientas tiene sus límites. Julie Frearson, directora científica de Charles River Laboratories —una empresa dedicada a la investigación y desarrollo de medicamentos que el año pasado puso en marcha una iniciativa de US$ 500 millones para reducir el uso de animales—, explicó que los organoides no ofrecen una imagen completa. Sirven para ver cómo un fármaco afecta una parte del cuerpo, pero no muestran qué impacto tiene a nivel sistémico. Probar una droga en un organoide cardíaco, por ejemplo, no dice nada sobre cómo reaccionarán el hígado o los riñones. Además, su vida útil es corta, lo que complica entender los efectos a largo plazo de un tratamiento.
La startup Gordian Biotechnology, con sede en San Francisco, apunta a reducir la cantidad de animales utilizados en pruebas, sin perder los beneficios de contar con datos sistémicos a largo plazo. Para eso desarrolló una técnica llamada cribado en mosaico. El método permite evaluar múltiples terapias génicas en un solo animal, introduciendo los compuestos en una única célula. Esa célula, aunque modificada, sigue interactuando con el resto del cuerpo, lo que ofrece una buena estimación sobre los efectos crónicos que podría tener el medicamento.
El ahorro en costos es clave. Gracias a eso, Gordian puede utilizar animales más cercanos al ser humano, como los caballos, que desarrollan enfermedades relacionadas con la edad parecidas a las que sufren los ratones. Con un presupuesto de US$ 170 millones, la empresa ya está usando esta tecnología para avanzar en tratamientos génicos contra la osteoartritis y la enfermedad del hígado graso. "El principal desafío clínico al que se enfrenta literalmente toda empresa biotecnológica es que los animales no son humanos, ni los organoides, ni las células", dijo Francisco LePort, director ejecutivo de Gordian, en una entrevista con Forbes. "No se puede saber qué funcionará en un ser humano hasta que se prueba realmente en él", precisó.
Para achicar esa brecha, algunos están apostando a organoides más desarrollados. Vivodyne, una empresa también con base en San Francisco, recaudó US$ 40 millones en mayo en una ronda de financiación serie A. Su objetivo es crear organoides más complejos y de mayor tamaño, que imiten con mayor fidelidad el funcionamiento de los órganos humanos. Algunos incluso son capaces de hacer circular sangre. Según explicó el director ejecutivo, Andrei Georgescu, estos modelos podrían ayudar a los científicos a predecir con mayor precisión si un fármaco va a funcionar, y hacerlo en etapas más tempranas del desarrollo. Hoy, dijo, "no disponemos de suficientes observaciones para poder correlacionar esto fácilmente. Y ese es realmente el factor limitante".
Los científicos también están recurriendo a la inteligencia artificial para simular cómo interactúan los medicamentos con el cuerpo humano. La Ley de Modernización 2.0 de la FDA, junto con las guías del propio organismo y de los Institutos Nacionales de Salud, ya reconocen a la IA como una posible alternativa a la experimentación con animales.
Sin embargo, aunque esta tecnología permitió avanzar en la comprensión de los mecanismos básicos del cuerpo humano, todavía está lejos de poder predecir con fiabilidad cómo reaccionará un paciente ante un fármaco. "En el mejor de los casos, probablemente entendemos entre el 10% y el 15% de los fundamentos de la biología", dijo Najat Khan, jefe de I+D de la farmacéutica Recursion, que trabaja en el desarrollo de modelos de IA para descubrir nuevos medicamentos. La empresa ya tiene varios tratamientos contra el cáncer en fase de prueba con humanos.
Parallel Bio, una empresa de biotecnología en etapa inicial con sede en Cambridge, Massachusetts, utiliza inteligencia artificial para modelar el sistema inmunológico humano. Con una financiación de US$ 30 millones, la compañía prueba cómo responde el sistema inmune a distintos medicamentos en ganglios linfáticos organoides generados a partir de pacientes de distintos perfiles demográficos. Luego, sus herramientas de IA analizan esa información para predecir con mayor precisión la seguridad y eficacia de los tratamientos. Entre sus clientes está Centivax, una empresa que desarrolla vacunas.
El objetivo de Parallel Bio, según explicó su director ejecutivo Robert DiFazio a Forbes, es "desplazar el descubrimiento de fármacos de los modelos animales hacia modelos más relevantes". Aunque admitió que es posible que esta tecnología nunca logre reemplazar por completo las pruebas con animales, destacó el impulso colectivo que está tomando esta idea. "Esta es una de las pocas cosas que ahora mismo cuenta con un sólido bipartidismo", dijo. "Creo que el público en general entiende que esta es una de las razones por las que los medicamentos son tan caros y por las que es tan difícil fabricarlos", cerró.
*Con información de Forbes US.
