es el primer Centro español de Investigación -y uno de los pocos del mundo- dedicado en exclusiva al descubrimiento de nuevos tratamientos para la malaria y la tuberculosis, dos enfermedades infecciosas que asolan a los países en vías de desarrollo y que cada año causan millones de muertes. El centro fue creado en octubre de 2001 y actualmente en él trabajan 123 personas.

El 22 de octubre de 2001 el Grupo GSK decidió crear el “Drug Discovery Unit for Diseases of the Developing World (DDW)” y otorgar la responsabilidad en este área terapéutica al Centro de Tres Cantos. Desde entonces esta unidad de investigación se ha centrado en el descubrimiento de nuevas moléculas activas frente a malaria y frente a tuberculosis.

Recientemente, se ha iniciado la actividad preliminar frente a Leishmaniasis, enfermedad del sueño y enfermedad de Chagas.

La malaria es una enfermedad causada por la infección de células rojas de la sangre principalmente por el protozoo Plasmodium falciparum y transmitida por el mosquito anopheles. Origina entre uno y dos millones de muertes al año y un equivalente a 45 millones de años de vida discapacitada anual, poniendo en riesgo además a 2.400 millones de personas (40% de la población mundial).

El objetivo de los proyectos frente a malaria es encontrar compuestos eficaces frente a “malaria no complicada”, incluyendo cepas resistentes a cloroquina y sulfadoxina-pirimetamina que son los tratamientos más extendidos frente a Plasmodium falciparum. Los compuestos deben ser biodisponibles oralmente, bien tolerados, de rápida acción, adecuados para tratamientos en combinación y no superiores a 3 días. Al estar dirigidos al amplísimo sector más deprimido de la población mundial, además deberán ser asequibles económicamente.

En 2008 ha continuado el acuerdo de colaboración con el consorcio "Medicine for Malaria Venture" (MMV). El objetivo de este acuerdo es el desarrollo de un "miniportfolio" de proyectos desde las etapas iniciales hasta la obtención de los correspondientes candidatos a desarrollo clínico.

Inhibidores de Cistein proteasas (Falcipainas)

En enero de 2002 los laboratorios de GlaxoSmithKline en Upper Providence (USA) transfirieron al centro de I+D de Tres Cantos el proyecto MMV (Medicines for Malaria Venture): “Inhibidores de Cistein Proteasas”. Desde entonces, se continúa trabajando en colaboración con la Universidad de California-San Francisco (UCSF) y en virtud del acuerdo con MMV. .

Las falcipainas son un grupo de cistein proteasas de Plasmodium falciparum  que tienen como función degradar la estructura de hemoglobina en la vacuola digestiva del parásito que infecta al eritrocito. Existen varias: falcipaina 1, 2, 2`y 3. La inhibición de la falcipaina 2 y la falcipaina 3 provoca la incapacidad en el parásito para degradar la hemoglobina provocando su muerte.

Se identificaron inicialmente diferentes clases químicas de inhibidores, como azepanonas, “N-acilhidrazonas” y “nitrilos aromáticos”. Estos últimos resultaron ser los de mayor interés y sobre los que se ha invertido durante los últimos meses considerable trabajo químico, biológico y de modelización molecular.

El proyecto, desarrollado dentro del acuerdo con la MMV, recibió en 2005 el Premio Anual de esta organización al Mejor Proyecto del Año 2004 en competencia con otros proyectos internacionales.

En 2003 se inició un programa químico de preparación de derivados de clopidol retomando un programa anterior de la compañía. El objetivo inicial consistió en la síntesis de derivados de 4-piridonas con actividad antimalárica potente. El establecimiento de relaciones estructura actividad se consideró prioritario para dirigir la síntesis hacia derivados activos. En una primera fase se seleccionaron 6 productos; uno de ellos, el GW844520 fue declarado, en abril de 2004, antimalárico Candidato a Desarrollo por nuestra compañía.

Este proyecto, desarrollado dentro del acuerdo de “miniportfolio” con la MMV, recibió en 2004 el Premio Anual de esta organización al Mejor Proyecto del Año 2003 en competencia con otros 20 proyectos internacionales.

Continuó el trabajo sobre  la siguiente generación de inhibidores dentro de esta misma familia (“Pyridones Back-up”) y se seleccionó, en noviembre de 2006, otro derivado, el  GSK932121A, con mejores características de exposición que fue declarado Candidato a Desarrollo Clínico.

El  GSK932121A mostró actividad frente a todas las especies probadas de Plasmodium, incluyendo especies resistentes a los fármacos conocidos, activo  frente a formas asexuales del parásito incluyendo las formas hepáticas y eritrocíticas, presentó una gran selectividad en su mecanismo de acción inhibiendo el transporte electrónico celular. Su gran actividad in vivo frente a modelos animales de infección con baja toxicidad proporciona una amplia ventana terapéutica in vivo.

Durante 2008 se han realizado las pruebas previas necesarias para su ensayo por primera vez en humanos (FTIH) que se ha iniciado en enero de 2009.

Isoquina
GSK369796 es un derivado de la familia de las 4-aminoquinolinas a la que pertenecen conocidos antimaláricos como la cloroquina o la amodiaquina. Este derivado se obtuvo dentro del acuerdo de colaboración entre GSK, MMV y la Universidad de Liverpool, acuerdo al que se incorporó el DDW en Tres Cantos durante el año 2004.

El proyecto se encaminó a eliminar la toxicidad metabolismo-dependiente asociada a la amodiaquina. Se ha visto que el GSK369796 retiene la actividad frente a cepas de Palsmodium falciparum  resistentes a cloroquina y no presenta toxicidad asociada al metabolismo. Asimismo no parece presentar  tendencia a generar resistencias y mejora la biodisponibilidad en relación a la cloroquina, lo que permite alcanzar mayores niveles de exposición con una dosis menor. Este producto fue declarado Candidato a Desarrollo clínico en junio del 2005. Desde entonces, se han llevado a cabo ensayos de combinación “in vitro” de la isoquina con otros antimaláricos conocidos y se realizaron los ensayos y estudios previos necesarios para  que en abril de 2008 se pudiera estudiar la eficacia de este producto por primera vez en humanos.

Identificación de compuestos cabeza de serie

Se ha continuado con el clonaje, expresión y purificación de proteínas de Plasmodium falciparum que se han usado como dianas moleculares en la búsqueda de nuevos antimaláricos.

Se realizaron ensayos de cribado de alta capacidad (HTS) en células de Plasmodium falciparum sobre la colección de productos GSK, fruto del cual han sido seleccionados 11.000 compuestos para estudiar su inhibición enzimática.

Sobre una nueva familia, tetrahidroisoquinolinas (THiQ), obtenida a partir de cribados anteriores se desarrolló un programa de síntesis química encaminado a encontrar nuevos cabezas de serie. Se han identificado dos compuestos interesantes, GSK1418146 y GSK2186013, éste último con mejor solubilidad y semejante eficacia “in vivo”, confirmando la actividad antimalárica de esta familia química.

Durante 2008 se ha continuado con la búsqueda de nuevos cabezas de serie en inhibidores de la diana Dihidro-Orotato-Dehidrogenasa (DHODH) así como con los ensayos de cribado de la colección de GSK buscando actividad antimalárica.  Se han seleccionado tres familias interesantes: Fenilimidazoles,  benzofuranos y quinolonas que muestran selectividad por la enzima del parásito, potentes en célula entera y no citotóxicos. Se están buscando relaciones estructura-actividad dentro de estas familias y se han sintetizado ya los primeros derivados.

Continua el desarrollo de ensayos “in vitro” y modelos de infección en ratones con Plasmodium yoelii y P. berghei.

Continúan los trabajos de desarrollo de modelos de infección en ratón usando el parásito humano (P.falciparum).

Estas metodologías se están utilizando en la progresión y optimización de compuestos cabezas de serie.

TUBERCULOSIS

La tuberculosis (TB) es una infección bacteriana contagiosa causada por el bacilo Mycobacterium tuberculosis que afecta, en primer lugar, a los pulmones, pero que puede extenderse a otros órganos a través de la sangre o el sistema linfático. Origina 2 millones de muertes al año y 36 millones de años de discapacidad anual. La aparición creciente de cepas multiresistentes y la asociación de esta enfermedad con el SIDA agravan la emergencia mundial.

Nuestro objetivo presente en tuberculosis es la identificación de dianas, compuestos cabezas de serie y candidatos a desarrollo clínico. Estos candidatos deberán poder acortar el actual tratamiento de 6 meses y ser activos frente a cepas resistentes. Al estar dirigidos al amplísimo sector de la población mundial más deprimida, deberán ser además asequibles económicamente.

Durante 2008 ha continuado el acuerdo de colaboración con la “Global Alliance for Tuberculosis Drug Development (GATB)”. El objetivo de este acuerdo es el desarrollo de un “miniportfolio” de proyectos desde las etapas iniciales hasta la obtención de los correspondientes candidatos a desarrollo clínico.

PROYECTOS:

InhA (Inhibidores de InhA)

InhA es una enzima de M.tuberculosis esencial en síntesis de ácidos grasos y  diana de la isoniazida, uno de los principales tratamientos actuales frente a esta enfermedad.

La mayor parte de las resistencias a isoniazida provienen de la mutación de KatG, enzima necesaria para activar la isoniazida. Los inhibidores que buscamos no deberían necesitar esta activación y en consecuencia  deberían ser activos frente a cepas resistentes.

Se han realizado varias campañas de ensayo sistemático de alta capacidad; la última, en 2007, de 600.000 compuestos, ha proporcionado varias familias químicas prometedoras -Benzazepinas y tiadiazoles- con potente actividad frente a la enzima aislada y frente a célula entera.

Pleuromutilinas (inhibidores de síntesis de proteínas

Es una familia de productos de estructura compleja que han sido estudiados por la compañía como antibacterianos frente a infecciones del tracto respiratorio. Son inhibidores de síntesis de proteínas a nivel ribosomal y han demostrado ser interesantes como antituberculosos. Su sitio de unión al ribosoma es muy específico, con lo que parece improbable que existan resistencias cruzadas con otros inhibidores dirigidos al ribosoma.

Se han ensayado más de de 1000 derivados de pleuromutilinas de la colección de GSK  frente a M.tuberculosis, habiendo encontrado actividad “in vitro” en series de amidas y principalmente en series de aminas, siendo el GSK1076512 su representante más significativo.

MGI (Inhibidores de DNA-girasa en micobacterias)

Son productos antibacterianos inhibidores de girasa, enzima esencial en síntesis de DNA, estudiados con anterioridad por la compañía. El sitio de unión a la DNA girasa es diferente al correspondiente a moxifloxacina (Fase III ensayos clínicos) por lo que cabría esperar actividad frente a resistentes a fluoroquinolonas. Más de 1000 inhibidores de DNA-girasa se han probado frente a M.tuberculosis. Se han encontrado varios productos prometedores que se han ensayado en eficacia “in vivo”. Los productos más equilibrados en actividad, absorción y complejidad de síntesis química son derivados de naphtiridinonas. Están previstos ensayos de MIC90 usando aislados clínicos representativos para investigar posible resistencia cruzada con fluoroquinolonas.

Durante 2008 se ha enfocado el trabajo sobre la familia de las 6,6,5-dionas.

De esta familia, el compuesto GSK2119173 es hasta el momento su mejor representante. Se está completando su perfil farmacológico como antituberculoso y fue elegido “precandidato” a final de 2008. Se busca un perfil seguro en tratamientos largos y en combinación con otros fármacos.

MSI (Inhibidores de Malato sintasa)

Se piensa que la malato sintasa puede ser una enzima clave para el estado de persistencia de M.tuberculosis aunque no ha sido validada aún experimentalmente como diana. Un ejercicio de cribado estructural virtual ha proporcionado 95 inhibidores pertenecientes a 6 quimiotipos diferentes. Los mejores -dicetoácidos y aminocetoácidos– muestran actividad en el rango 10 nanomolar aunque sin actividad en célula entera. Además, aproximadamente 1 millón de compuestos de la colección de GSK se han sometido a una campaña de cribado de alta capacidad (HTS) encontrando  inhibidores potentes frente a la enzima pero de igual forma sin actividad frente a célula entera.

En 2008 se han preparado nuevos derivados de un nuevo producto GSK1896783A.

Trabajo complementario

Se va a realizar un ensayo de alta capacidad  con 2 millones de compuestos de la colección de GSK sobre célula entera de BCG como sustituto o indicador Mycobacterium tuberculosis

Se están desarrollando también las herramientas necesarias en cuanto a los modelos de enfermedad que demandan estos proyectos. Por ejemplo modelos de infección aguda por vía aérea así como técnicas no invasivas de control de la respuesta pulmonar al fármaco experimental.

Paralelamente, se continúan ensayando colecciones de antimicrobianos existentes en GSK en ensayos de célula entera de M.tuberculosis.

OTRAS ENFERMEDADES

Se ha establecido un acuerdo de colaboración GSK con “Drugs for Neglected Diseases Initiative”(DNDi) para la búsqueda de inhibidores del crecimiento de los parásitos que producen Leishmaniasis, enfermedad del sueño y enfermedad de Chagas.

Se han probado en el Swiss Tropical Institute hasta el momento 500 antimaláricos frente a Leishmania donovani, Trypanosome brucei y Trypanosome crucei. El siguiente paso consistirá en la identificación de productos activos, selección de familias químicas y búsqueda de cabezas de serie que permitan el inicio de proyectos químicos 

En el Centro de Investigación Básica (CIB) de GlaxoSmithKline (GSK) en Tres Cantos (Madrid) trabajan actualmente 70 personas. Este Centro está especializado en la identificación de fármacos mediante la utilización de nuevas tecnologías de ensayos y procesos automatizados de alto rendimiento, comúnmente conocidos en el mundo científico como procesos de ultra-High-Throughput Screening (uHTS).

Las instalaciones de Tres Cantos son de importancia estratégica dentro de un proyecto global orientado a aumentar la productividad en las etapas iniciales del descubrimiento de nuevos fármacos. Además del centro de Tres Cantos, existen otras dos instalaciones de tus: una en Harlow (Reino Unido) y otra en Upper Providence (Pennsylvania, Estados Unidos). La inversión total en estos centros ha superado los 98 millones de euros, destinándose además una cantidad adicional de 129 millones de euros a la adquisición de la más alta tecnología, así como para el diseño del software informático necesario para llevar a cabo estos procesos.

En el Centro de Investigación Básica para la identificación de compuestos cabezas de serie se han instalado sistemas automatizados y robotizados para la gestión de compuestos químicos y para la realización de "screening" molecular de alto rendimiento. Estas instalaciones se encuentran entre las más modernas de la industria farmacéutica, con capacidad para realizar más de cientos de miles de ensayos bioquímicos o celulares diarios con el objetivo de identificar compuestos activos en diferentes dianas moleculares. Para ello, el Centro mantiene en sus instalaciones la colección de compuestos de GSK (cercana a los dos millones de compuestos). Esta colección de productos químicos está ubicada dentro de un almacén automatizado de compuestos con capacidad para albergar cerca de tres millones de muestras individuales.

El programa global de uHTS de GSK ha permitido aumentar drásticamente la capacidad de experimentación anual de la compañía en las etapas de descubrimiento temprano de moléculas con actividad farmacológica, tanto en ensayos bioquímicos como celulares. Al mismo tiempo, la automatización de los procesos químicos y de los proyectos asociados ha permitido a GSK optimizar la calidad y diversidad de su colección de compuestos, acelerando de este modo el proceso de desarrollo de nuevos fármacos.