Farmaci biologici: cosa sono e quando si usano?

I farmaci biologici sono medicinali innovativi che aprono la strada a percorsi terapeutici sempre più mirati e personalizzati, con minori effetti collaterali per i malati, in diversi ambiti clinici, dall’oncologia alla reumatologia. In questo articolo spiegheremo cosa sono e in cosa si differenziano dai tradizionali farmaci di sintesi, passeremo in rassegna le diverse tipologie disponibili e approfondiremo il loro meccanismo di azione. Analizzeremo, poi, le applicazioni di questi preparati, illustrando per quali patologie sono impiegati e soffermandoci sui vantaggi, sui limiti e sulle criticità legati al loro utilizzo.

Cosa sono i farmaci biologici

I farmaci biologici sono una classe di medicinali che, diversamente dai farmaci tradizionali, ottenuti per sintesi chimica, vengono prodotti a partire da materiale biologico. Perché questa differenza? Perché mentre i farmaci classici hanno dimensioni ridotte (motivo per cui sono chiamati “piccole molecole”) e un minore grado di complessità che rendono possibile ottenerli attraverso reazioni di sintesi chimica standardizzate e riproducibili, i farmaci biologici sono più grandi e hanno strutture molecolari complesse, quindi non possono essere sintetizzati con questo metodo. Si tratta di medicinali, principalmente proteine, che contengono uno o più principi attivi prodotti attraverso o estratti da un sistema biologico, ovvero da un organismo vivente, per esempio da cellule cresciute in vitro in laboratorio o da organi vegetali, animali o umani.

Una sottoclasse di farmaci biologici è costituita dai farmaci biotecnologici, che si ottengono attraverso un processo di estrazione e purificazione a partire da cellule appositamente modificate mediante tecniche di ingegneria genetica: interi geni o piccole sequenze di DNA sono, cioè, isolati e modificati per produrne di nuovi dotati di specifiche proprietà, che successivamente vengono introdotti in cellule “ospiti” in modo che le informazioni genetiche contenute nel loro DNA si trasformino in proteine, dette “ricombinanti”.

I diversi tipi di farmaci biologici

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I farmaci biologici comprendono diversi gruppi di sostanze. Ecco un elenco che passa in rassegna i principali medicinali che fanno parte di questa categoria.

Derivati del sangue

Si tratta di farmaci ottenuti dal sangue o dal plasma umani provenienti da donazioni volontarie. In questa categoria rientrano l’albumina, una proteina prodotta dal fegato, le immunoglobuline, cioè gli anticorpi, l’antitrombina, il più potente inibitore naturale della coagulazione, i fattori della coagulazione del sangue e il fibrinogeno, anch’essi implicati nel processo di coagulazione.

Ormoni

Tra i tanti ormoni che appartengono alla classe dei farmaci biologici il più noto è l’insulina, primo farmaco ricombinante prodotto con le nuove tecnologie dell’ingegneria genetica nel 1982 e approvato per l’utilizzo da parte dell’uomo. Si tratta di un’insulina identica a quella umana, che può essere ottenuta in quantità illimitate in modo da consentirne un accesso il più possibile ampio alle persone con diabete che necessitano di una terapia insulinica per il controllo della malattia.

Vaccini

I vaccini sono preparati biologici che vengono utilizzati per stimolare una risposta immunitaria, per esempio la produzione di anticorpi, istruendo l’organismo a reagire a determinati patogeni per difendersi e prevenire lo sviluppo di infezioni molto gravi. Possono essere costituiti da diverse componenti, come virus o batteri inattivati (cioè uccisi) o vivi attenuati, quindi non in grado di provocare la malattia, tossine o proteine derivanti da questi stessi microrganismi. In quest’ultimo gruppo rientrano, per esempio, i vaccini a RNA messaggero sviluppati contro il Covid-19 mediante la tecnologia del DNA ricombinante, che ha permesso di riprodurre la cosiddetta proteina Spike, una proteina presente sulla superficie del SARS-CoV-2 che il virus utilizza per attaccarsi alle cellule, per indurre nell’organismo una risposta immunitaria specifica contro questo patogeno.

Fattori di crescita cellulare

I fattori di crescita cellulare sono proteine così denominate perché regolano la crescita di diversi tipi di cellule e tessuti. Possono essere prodotti attraverso tecniche di DNA ricombinante per il trattamento di svariate patologie: un esempio è rappresentato dai fattori di crescita emopoietici, che stimolano la produzione di globuli bianchi, globuli rossi e piastrine da parte del midollo osseo e sono utilizzati nei pazienti sottoposti a cure antitumorali per compensare la riduzione di questa attività causata dalle terapie.

Interleuchine e interferoni

Interleuchine e interferoni sono proteine prodotte dal sistema immunitario che è possibile sviluppare con l’ingegneria genetica, attraverso la tecnologia del DNA ricombinante, per ottenere farmaci biologici dalle proprietà immunomodulatrici. Ne è un esempio l’interferone alfa-2B, un antitumorale utilizzato per stimolare la risposta immunitaria e ridurre la capacità delle cellule cancerose e dei virus di riprodursi.

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Proteine di fusione, o proteine chimeriche

Queste proteine, create attraverso la tecnica del DNA ricombinante, derivano dalla fusione di più proteine (o parti di esse), ciascuna delle quali dotata di specifiche caratteristiche e azioni: hanno dunque la peculiarità di associare due o più funzioni all’interno della stessa molecola, potendo così esercitare un effetto terapeutico potenziato rispetto a quello delle singole proteine che le compongono.

Medicinali per terapie avanzate

I Medicinali per Terapie Avanzate (Advanced Therapy Medicinal Products, ATMP) sono medicinali biologici che comprendono diversi gruppi di farmaci utilizzabili per prevenire diagnosticare e trattare le malattie. Tra questi figurano i medicinali di terapia genica, che permettono di regolare, riparare, sostituire, aggiungere o eliminare una sequenza genetica, per esempio in caso di patologie in cui un gene è difettoso o assente.

Anticorpi monoclonali

Gli anticorpi monoclonali sono medicinali biologici progettati con tecniche di DNA ricombinante per riconoscere un unico e specifico antigene (ovvero una molecola estranea e potenzialmente pericolosa) e per legarsi a esso, permettendone l’eliminazione selettiva da parte dell’organismo. Nelle terapie anticancro, per esempio, gli anticorpi monoclonali si legano alle cellule tumorali, riconoscendo determinate proteine sulla loro superficie, e inviano al sistema immunitario il segnale di eliminarle. Si tratta, in sostanza, di proteine che interagiscono in modo mirato con una molecola predefinita, e solo con lei: grazie a questo meccanismo d’azione, il farmaco è in grado di colpire soltanto la cellula malata, risparmiando quelle sane.

Farmaci biologici: come funzionano e qual è il vantaggio di utilizzarli

La peculiarità dei farmaci biologici consiste nel fatto che, a differenza dei farmaci tradizionali, agiscono in maniera estremamente precisa su uno specifico bersaglio cellulare per modificare il processo patologico in corso: sono dunque particolarmente utili per intervenire sulla causa della malattia, piuttosto che per curare i sintomi. Grazie alla loro capacità di attaccare un determinato obiettivo possono contribuire ad aumentare l’efficacia della terapia e a ridurre gli effetti collaterali rispetto ai medicinali di sintesi, che agiscono in modo meno selettivo, spesso colpendo anche bersagli secondari, con conseguenze potenzialmente nocive per l’organismo. Sono, dunque, farmaci di precisione, funzionali ad assicurare, per quanto possibile, terapie mirate e personalizzate in base alle caratteristiche della malattia, variabili da paziente a paziente e con minori controindicazioni ed effetti avversi. Possono inoltre essere prodotti in quantità illimitata grazie a tecniche di immunologia cellulare e ingegneria genetica, ampliando la platea di malati in grado di usufruirne.

Quando si usano i farmaci biologici?

Grazie al loro specifico meccanismo di azione, i farmaci biologici hanno aperto la strada a nuove possibilità e a metodiche innovative nel trattamento di moltissime patologie, soprattutto grazie alla loro azione antitumorale, antinfiammatoria e immunosoppressiva. Le applicazioni cliniche di questa classe di medicinali includono il trattamento di:

• tumori;
• malattie infiammatorie croniche di carattere autoimmune come quelle reumatiche, intestinali e respiratorie, dall’artrite reumatoide e psoriasica alla psoriasi, dall’asma bronchiale al morbo di Crohn;
• sclerosi multipla;
• diabete;
• anemia;
• malattie infettive, come l’epatite B;
• malattie genetiche.

In molti casi, il ricorso ai medicinali biologici ha determinato un sostanziale miglioramento sia delle cure che della qualità della vita dei malati. Oltre che da soli (monoterapia), i farmaci biologici possono essere somministrati anche in associazione con i farmaci tradizionali: in questo caso si parla di terapia combinata, che ha il vantaggio di poter agire contemporaneamente su diversi processi patologici, aumentando l’efficacia del trattamento.

Farmaci biologici: svantaggi e limiti

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I farmaci biologici hanno ampliato le opportunità di trattamento di tantissime patologie grazie alla possibilità di produrre su larga scala, in modo controllato e senza rischi, molecole derivate da organismi biologici. Presentano, tuttavia, anche dei limiti.

Il primo svantaggio è legato al fatto che, a causa delle loro dimensioni, non riescono a penetrare all’interno delle cellule ma possono interagire solo con bersagli che si trovano sulla loro superficie o che circolano nel sangue: questa caratteristica fa sì che il loro utilizzo per alcune patologie sia ancora ridotto. I farmaci biologici, per esempio, non possono essere usati per il trattamento delle malattie del sistema nervoso centrale, perché, a differenza dei farmaci di sintesi, non sono in grado di attraversare la barriera emato-encefalica (BEE), cioè la struttura che protegge il cervello da numerose sostanze presenti nel sangue.

Il secondo limite dei farmaci biologici riguarda la loro modalità di assunzione: essendo grandi molecole proteiche, infatti, non possono essere assunti per bocca, ma devono essere somministrati attraverso infusioni per via endovenosa in ospedale. Rispetto ai farmaci tradizionali, quindi, non risultano sempre di facile utilizzo per il paziente. Sono tuttavia in corso di sviluppo farmaci biologici somministrabili attraverso iniezioni intramuscolari o sottocutanee.

Il terzo svantaggio di questa classe di medicinali è relativo ai costi elevati, che sono dovuti alle peculiarità del processo produttivo. La complessità della loro struttura e il fatto che siano ottenuti da materiale biologico, difficile da replicare perfettamente, rende necessario ricorrere a procedure di standardizzazione in fase di produzione e a rigorosi controlli post-produzione per assicurare che differenti lotti dello stesso farmaco, magari prodotti da aziende diverse, abbiano le stesse caratteristiche in termini di struttura, efficacia e sicurezza.

I farmaci biosimilari: gli equivalenti dei farmaci biologici

Per aumentare la sostenibilità economica di questi preparati e ridurre i costi per il Sistema Sanitario Nazionale (SSN), un aiuto è rappresentato dai cosiddetti farmaci biosimilari, medicinali simili al loro farmaco biologico di riferimento per qualità, efficacia e sicurezza che vengono immessi sul mercato alla scadenza del suo brevetto. A differenza dei farmaci equivalenti, o generici, ottenuti per sintesi chimica, i farmaci biosimilari non possono essere identici agli originali a causa della difficile replicabilità dei materiali biologici di partenza: per ricevere l’autorizzazione all’utilizzo, quindi, devono essere sottoposti ad accurate verifiche che ne dimostrino la completa equivalenza. Si tratta di una risorsa importante, perché il loro impiego nella pratica clinica dà la possibilità di trattare un numero più elevato di pazienti a parità di costi.

Possibili effetti collaterali dei farmaci biologici: i rischi dell’immunogenicità

Un’altra criticità dei farmaci biologici è legata alla loro immunogenicità, ovvero alla capacità di scatenare reazioni immunitarie che ne neutralizzano l’efficacia ed espongono il paziente a effetti collaterali dalle conseguenze anche gravi per la sua salute. Questo fenomeno si deve al fatto che si tratta di medicinali composti da molecole simili ma non identiche a quelle prodotte dall’organismo umano, che possono quindi essere riconosciute come estranee e indurre il sistema immunitario a produrre anticorpi anti-farmaco per neutralizzarle. Questo effetto collaterale, che influenza sia l’efficacia terapeutica che la tollerabilità dei farmaci biologici, dipende da vari fattori, come la qualità del preparato, la modalità, la sede e la frequenza di somministrazione, la durata del trattamento e le caratteristiche individuali del paziente, in particolare le condizioni del suo sistema immunitario. Questo importante limite dei farmaci biologici può essere ridotto – ma solo in parte – producendoli da cellule umane, quindi il monitoraggio terapeutico, ovvero la misurazione delle concentrazioni sia del farmaco che degli anticorpi anti-farmaco nel sangue del paziente, riveste un ruolo cruciale per valutare meglio la sua risposta a quel medicinale e adattare il percorso di cura alle sue specifiche necessità.

Come abbiamo illustrato, i farmaci biologici rappresentano un universo dalle enormi potenzialità per le possibilità terapeutiche che offrono e che promettono di offrire ancora di più in futuro grazie ai progressi della scienza e della ricerca, soprattutto nel campo delle biotecnologie. L’obiettivo è quello di far crescere la disponibilità di soluzioni terapeutiche sempre più personalizzate, mirate ed efficaci, oltre che sicure e tollerabili per i pazienti, per potenziare i percorsi di cura di patologie invalidanti e complesse, ridurne gli effetti collaterali e migliorare la qualità della vita dei malati.

FONTI:

aifa.gov.it/

marionegri.it/

aimac.it/

iss.it/

epicentro.iss.it/

sifweb.org/

humanitas.it