Pharma 4.0: Salud y desarrollo sostenible de medicamentos
Pharma 4.0 es un modelo operativo creado por la asociación internacional de ingeniería farmacéutica para las plantas de producción y las cadenas de suministro del futuro, pensadas del laboratorio al paciente o de paciente a paciente, para las terapias de próxima generación que serán construidas, por ejemplo, con procesamiento de big data, interconectividad, robótica colaborativa, inteligencia artificial y las arquitecturas distribuidas basadas en servicios en la nube.
Por: Ahni Catalina Martínez Sánchez
Los medicamentos representan a nivel mundial una tecnología sanitaria de alto interés social y económico, toda vez que de su calidad y acceso, depende el bienestar en términos de salud pública de las comunidades. Los gobiernos, agencias regulatorias, organizaciones internacionales y empresas farmacéuticas, realizan ingentes esfuerzos por garantizar el suministro de medicamentos con altos estándares de calidad y seguridad, aunque en algunos casos implique operaciones costosas en uno o varios eslabones de la cadena de valor y dicho costo se traslade al consumidor final.
Siendo el medicamento una herramienta esencial para garantizar la salud pública en el mundo, la cual por cierto es un derecho fundamental, no es coherente que en la actualidad existan barreras de acceso por el alto costo de medicamentos esenciales. Es tan evidente la problemática que afrontamos a nivel mundial por la concepción del medicamento como producto comercial y no como bien público, que en la última versión de la asamblea mundial de salud, que se celebró en Ginebra en mayo de este año, la OMS definió metas para garantizar el acceso a medicamentos en el periodo 2019 - 2023, dentro de las cuales llama la atención el planteamiento de la numero 30:
"Los Estados Miembros alentarán la aplicación de planes que eliminen parcial o totalmente los vínculos entre los precios de los productos y los costos de investigación y desarrollo, incluidas las medidas recomendadas por el Grupo Consultivo de Expertos en Investigación y Desarrollo: Financiación y Coordinación". Implica que en cada país se tomen decisiones que permitan desarrollar, aprobar e implementar en los próximos años incentivos a la innovación desligados de la expectativa de patentar los productos resultantes y cobrar por ellos altos precios de monopolio. Esto es fundamental para lograr que la innovación médica no se concentre en "medicamentos negocio", esto es, en medicamentos altamente rentables para las grandes corporaciones farmacéuticas internacionales, sino en las necesidades sanitarias reales de la humanidad, especialmente de los países de ingresos medios y bajos, donde habita el 80% de la población mundial. (https://www.who.int/es/asamblea-mundial-de-la-salud, 2018)
De acuerdo con este planteamiento, la OMS atribuye el alto costo de los medicamentos a las altas inversiones que los laboratorios farmacéuticos realizan en la primera fase de desarrollo de un medicamento llamada "Investigación y desarrollo" o también conocida como "I+D", toda vez que implica investigar la bioquímica de una patología y modelar la estructura química que tenga acción farmacológica para tratarla, para posteriormente hacer estudios en animales, en humanos sanos y finalmente en humanos enfermos, a fin de asegurar que el fármaco cumple con dos condiciones: Eficacia y seguridad. Seguridad entendida desde el punto de vista de que el fármaco no tenga acción farmacológica sobre otros sistemas fisiológicos y genere efectos secundarios que alteren la salud de los pacientes, por ejemplo: El inhalador de Salbutamol usado para los pacientes asmáticos, genera taquicardia, por cuanto deben usarse con especial precaución en pacientes con falla cardiaca.
Efectivamente la fase de I+D implica un alto costo, más aun cuando, según indican los laboratorios farmacéuticos, del estudio de 10.000 fármacos diferentes solo uno de ellos pasa a la fase de producción y comercialización. La investigación dura entre 10 a 15 años y el costo asciende a 1000 millones de Euros. (Instituo de salud global de Barcelona, 2016).
Bajo el contexto actual, surge entonces una interesante pregunta: ¿Puede Pharma 4.0 aportar a la salud y al desarrollo sostenible de nuevos medicamentos?
No es desconocido que como parte de un sector industrial puntero en el mundo, las compañías farmacéuticas avanzan por delante de muchos sectores en términos de transformación digital. Según indica el portar web de la revista para proveedores de la industria farmacéutica, la solidez del sector, la potencia tecnológica y la mentalidad innovadora de sus ejecutivos y profesionales han permitido que su paso a la Industria 4.0 sea claro y pueda ofrecer resultados positivos para la sociedad en materias tan importantes como la salud o el desarrollo sostenible. (https://www.farmaindustrial.com, 2017)
Pharma 4.0 es un modelo operativo creado por la asociación internacional de ingeniería farmacéutica para las plantas de producción y las cadenas de suministro del futuro, pensadas del laboratorio al paciente o de paciente a paciente, para las terapias de próxima generación que serán construidas, por ejemplo, con procesamiento de big data, interconectividad, robótica colaborativa, inteligencia artificial y las arquitecturas distribuidas basadas en servicios en la nube. La revolución que propone el modelo Pharma 4.0, modifica a todo nivel los procesos de la industria farmacéutica y por ende genera beneficios tanto al sector industrial como para el paciente y la salud pública.
Inteligencia artificial para el descubrimiento de nuevos medicamentos:
Específicamente para la problemática planteada para las fases de investigación y desarrollo de nuevos fármacos, el modelo Pharma 4.0 está aportando soluciones a través de la inteligencia artificial, modelado y simulación de fármacos. Según Cynthia A. Challener, en su artículo ¿Puede la inteligencia artificial dar el siguiente paso para el desarrollo de medicamentos?, publicado en la revista de tecnología farmacéutica, las herramientas de software existentes no pueden tener en cuenta la complejidad de la enfermedad y agrega que la aparición de tecnologías 4.0, permitirán cambiar el paradigma de la I+D individual a un esquema más colaborativo y eficiente. (Pharmatech, 2018).
Históricamente el I+D era abordado por las compañías farmacéuticas como una revisión de información científica usando algoritmos para identificar oportunidades terapéuticas, analizando grandes bases de datos de información farmacológica y clínica. La incorporación de tecnologías Pharma 4.0 revolucionan esta metodología toda vez que la inteligencia artificial puede analizar la información en menos tiempo y con mayor exactitud. Es decir, a través de la inteligencia artificial la información generada por los biomarcadores permite ampliar el conocimiento en la anatomía, fisiología y bioquímica de un sistema vivo con y sin enfermedad, para luego comparar la información y diseñar estructuras moleculares que inhiban o potencien los procesos bioquímicos en las células. A través de la simulación por computador que ofrece la inteligencia artificial, las computadoras pueden analizar en corto tiempo una infinidad de variables, simulando cambios en la composición química de los fármacos y probándolos contra el modelo bioquímico analizado. En otras palabras permiten descifrar la estructura molecular más efectiva que se acopla perfectamente a la estructura molecular del receptor o diana bilógica, causante de la enfermedad.
Resuelto el tema de la eficacia, los científicos innovadores en el campo del I+D, proponen usar la inteligencia artificial para estudiar la seguridad de las moléculas en estudio. Entendiendo seguridad como la probabilidad de que el fármaco genere efectos secundarios que ocasionen eventos adversos en la salud del paciente, así como la evaluación toxicológica de la molécula. Recientemente se conoció que el centro de evaluación de fármacos de la Agencia Americana de medicamentos FDA (Food and Drug Administration), colaborara con la empresa española Chemotargets, usando la plataforma de inteligencia artificial "Clarity" para elaborar perfiles farmacológicos que permitan predecir el comportamiento del fármaco en el cuerpo humano enfermo. (Infosalus, 2018)
Modelado 3D para identificar potenciales eventos adversos que puede causar un medicamento nuevo:
Con el mismo objetivo de predecir eventos adversos con los nuevos medicamentos antes de lanzarse al mercado, es interesante la aplicación que Pharma 4.0 ha dado a los modelos 3D. En su estudio "La similitud farmacopófica en 3D mejora la identificación de eventos farmacológicos adversos múltiples en farmacovigilancia", Vilar, Tatonetti y Hripcsak, demuestran como aplicando modelos 3D, pueden detectar señales para predecir los eventos adversos que causaran al paciente. (Santiago Vilar, 2015)
Para comprender esta aplicación tecnológica, es necesario apropiarse de dos conceptos: Farmacóforo y farmacovigilancia. Un farmacóforo es "una unidad central molecular que transporta (phoros) los rasgos esenciales responsables para la actividad biológica" de un medicamento. Y la Farmacovigilancia la ciencia y actividades relacionadas con la detección, evaluación, entendimiento y prevención de los eventos adversos o cualquier otro problema relacionado con medicamentos.
El predictor 3D analiza una gran cantidad de moléculas con múltiples variaciones en su composición (una átomo más, un poder hidrofóbico mayor, la incorporación de un anillo aromático, etc) e identifica la secuencia farmacofórica. Posteriormente hace un modelo 3D y valida en una base de datos de fármacos modelados en 3D, aquel fármaco más similar que causa el evento adverso en estudio, pudiendo incluso proporcionar hipótesis sobre los mecanismos de acción y la etiología del evento adverso.
Esta tecnología promete evitar que los eventos adversos sigan siendo una causa importante para el alto grado de desgaste en los fármacos experimentales, ya que detección temprana puede ayudar a ahorrar esfuerzos y dinero en el proceso de I+D de medicamentos.
Farmacovigilancia, generando conocimiento a través de la minería de datos en Big Data:
La farmacovigilancia es el pilar fundamental para determinar realmente el perfil de seguridad de los medicamentos que son comercializados, de esta forma se pueden detectar entre otras: reacciones adversas, usos inapropiados, fallos terapéuticos y complicaciones no detectadas durante la etapa de investigación de los medicamentos. Aunque la farmacovigilancia no es considerada una fase de I+D, es importante que en la creación de nuevos medicamentos se tengan en cuenta sus reportes pues aportan información valiosa para detectar tempranamente los posibles eventos adversos.
Las bases de datos de informes de seguridad de medicamentos de minería de datos, la literatura médica y otros recursos digitales podrían desempeñar un papel importante en el aumento de la información sobre eventos adversos. Por esa razón, la extracción de datos de estas fuentes para eventos adversos es de gran interés para la FDA, la industria farmacéutica y los investigadores de seguridad de medicamentos.
El uso de big data para farmacovigilancia implica métodos electrónicos novedosos que se aplican para analizar el gran y creciente volumen de información sobre eventos adversos en las bases de datos del sistema de informes espontáneos y otras fuentes digitales. Por ejemplo en Colombia todas la instituciones de salud tienen la obligación de reportar mensualmente al INVIMA los eventos adversos que identifiquen y a su vez INVIMA debe reportarlos a organismos internacionales de farmacovigilancia como por ejemplo UpSala, quien consolida la información y pone a disposición las bases de datos. Adicionalmente el Big Data analizara y aportara conocimiento de otras fuentes informales como blogs de consumidores, compañías de productos médicos y otros puntos de datos discretos posiblemente relacionados que serían casi imposibles de detectar a través de una búsqueda manual convencional.
La aplicación de esta tecnología representara para la industria farmacéutica un ahorro en la adquisición de conocimiento para diseñar y desarrollar nuevos medicamentos. Ahorro que si las agencias reguladoras y gobiernos logran manejar, debe ser percibido por el consumidor final, derribando las barreras de acceso actuales. (Ventola, 2018)
Blockchain para el intercambio de valores de inversión en el sector farmacéutico:
En el marco de la problemática analizada, la inversión de la fase de I+D de un medicamento, es también afectada por la intermediación económica que existe entre las empresas farmacéuticas y los inversores. Para resolver esta arista del problema, recientemente la empresa Verseon presentó la tecnología transformadora blockchain para valores o títulos tokenizados, desarrollada por su filial BlockRules Ltda. Esta tecnología desafía los modelos tradicionales de financiación para el desarrollo de medicamentos a través del proceso de tokenización de valores o títulos. La tecnología BlockRules admite la venta, el lanzamiento y la negociación de valores bajo el sistema blockchain. Este avance permite un soporte de valores totalmente regulado, seguro y transparente, incluida la negociación descentralizada.
Los avances recientes en el espacio blockchain tienen el potencial de reducir la brecha entre las empresas innovadoras y los inversores, puntos clave tradicionales en el flujo de capital y deberían conducir a un mercado más eficiente.
Hasta este punto es evidente como Pharma 4.0 es un conjunto de tecnologías disruptivas que a todo nivel integraran mejoras para los procesos del sector farmacéutico. Aunque centramos nuestro análisis únicamente en la investigación y desarrollo de nuevos fármacos, es importante mencionar otras aplicaciones que actualmente se vislumbran exitosas para la cadena de suministro de medicamentos en el mundo y que cambiarían la dinámica de las Smart Cities:
Combatir la falsificación de medicamentos a través del internet de las cosas:
Integrar sensores en los empaques de los medicamentos permitirá asegurar que durante toda la cadena de suministro del medicamento, estuvo controlado bajo las condiciones de temperatura y humedad requeridas, que fue distribuido por operadores logísticos aprobados, quien lo compro y vendió y finalmente quien lo uso. Así mismo si no cuenta con el sensor que lo identifica como original, el cual deberá ser serializado por el fabricante, el comprador o el consumidor final, podrá determinar si se trata de un medicamento falso.
Optimizar la producción de medicamentos a través de la automatización y la implementación de robots colaborativos:
Muchas plantas farmacéuticas actualmente automatizan la totalidad de sus procesos de producción. Los jefes de producción se encargan de controlar el proceso a través de sensores que emiten información desde las tolvas, compactadoras, mezcladoras e incluso realizan el análisis de impurezas sólidas y analitos del control de calidad. De esta manera se logra un alto nivel de estandarización y cumplimiento de las buenas prácticas de manufactura, que con procesos manuales o semiautomáticos.
Realidad aumentada en los procesos de Picking:
El operario de almacén utiliza unas gafas de realidad aumentada (AR) además del sistema de voz mediante las cuales visualiza el número de artículos a seleccionar en un display virtual situado sobre la ubicación a coger. A continuación, le indica del mismo modo dónde debe situarlos para completar el pedido. En caso de haber un error el sistema también lo indica para que pueda ser corregido inmediatamente. Por otro lado, el preparador del pedido a su vez confirma por voz (teniendo siempre las manos libres para operar) cada acción que realiza con el sistema que, al estar conectado con el SGA, puede disponer de datos de control de stocks a tiempo real. Al ser un sistema altamente visual hace extremadamente fácil, rápido y fiable el proceso de preparación de pedidos. Este innovador sistema de Picking Visual está despertando un gran interés en el sector.
Llama la atención que en el artículo "Que tan inteligentes son las ciudades colombianas? Se propone la medición del índice de inteligencia urbana, a través de la calificación de 6 áreas con 64 variables. Una de esas áreas hace referencia a la calidad de vida y dentro esta se encuentra la salud como uno de los componentes a evaluar. (Fedesarrollo, 2016). Ninguno de los aspectos evaluados hace referencia al acceso o uso de medicamentos, sin embargo no es que carezca de importancia, sino que la industria farmacéutica o las instituciones de salud no ha se ha interesado en digitalizarla, compartirla y medirla. Así mismo dentro del caso de estudio internacional de las Smart cities de España, tampoco se menciona ningún aspecto relacionado con el acceso al servicio de salud o a medicamentos, como elemento esencial del bienestar de los ciudadanos (Gutierrez, 2016). Los aspectos mencionados anteriormente en los que se incorpora tecnología 4.0, definitivamente serán un primer paso para general información y hacerla visible en los indicadores de calidad de vida de las smart cities.
Los elementos de desarrollo y aplicación tecnológica estudiados, permiten atender a la pregunta generadora del análisis, con una contundente afirmación: Pharma 4.0 es el futuro del desarrollo sostenible de nuevos medicamentos. Todas las tecnologías revisadas aportan ahorros en la inversión para el desarrollo de nuevos fármacos y además aportan información y conocimiento colaborativo que de ser manejado correctamente permeara el sector farmacéutico y se traducirá en el acceso a más y mejores medicamentos.
Es evidente que la industria farmacéutica, así trabaje para la producción de una tecnología sanitaria con interés en salud, no centra su interés en aspectos netamente sociales y de salud pública, sino que más bien se inclina por el alto beneficio económico que genera en todo el planeta. Sin embargo la interacción con los gobiernos y organismos internacionales, debe esforzarse en que la industria farmacéutica reconozca que algunos medicamentos son esenciales para la salud humana y el bienestar de las comunidades y por ende, así de trabaje en políticas de control de precios, o en planes subsidiados por los gobiernos, las industrias deben cooperar para que se rompan las barreras de acceso por altos precios de medicamentos esenciales. La rentabilidad puede ser mayor en líneas de producción de cosméticos o medicamentos para afecciones derivadas de malos hábitos de vida, entre otros. En contraste los medicamentos que afectan la salud pública como aquellos para combatir la malaria, tuberculosis, u otras infecciosas, deben ser de muy bajo costo para toda la población mundial. Para lograrlo y teniendo en cuenta que en la actualidad 72 bacterias multiresistentes ponen en riesgo la salud pública mundial, las industrias farmacéuticas deben implementar la tecnología de industria 4.0 para generar ahorros en la investigación de nuevos fármacos, optimizar sus procesos productivos y garantizar la seguridad de los pacientes suministrando medicamentos con altos estándares de calidad y seguridad.
Pharma 4.0 contribuirá a que la meta de acceso a medicamentos de la OMS se cumpla, toda vez que si los industriales aprovechan los incentivos que a nivel internacional esta organización dispone para las innovaciones que generen ahorros en los procesos de investigación y desarrollo de nuevos medicamentos, puede lograrse una sinergia que a través de la tecnología 4.0 integre todos los actores de la cadena y genere economías que beneficien la salud pública de las comunidades.
Por último, es importante mencionar que el contexto la revolución de la cuarta industrial al servicio del bienestar de las comunidades, los gobiernos deben establecer políticas para que la aplicación de la industria 4.0 en el sector de la salud y de la industria farmacéutica, genere información sobre la calidad de vida de los ciudadanos en las Smart cities, relacionada con el acceso, eficacia y seguridad de los ciudadanos a las tecnologías sanitarias, desde que se fabrica el medicamento, hasta que se consume a fin de garantizar un perfil de seguridad adecuado que contribuya a la salud pública.
Bibliografía
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