A medida que los fármacos polipeptídicos, representados por el GLP-1, amplían sus aplicaciones en numerosas enfermedades crónicas -como la diabetes, el control del peso, la enfermedad renal crónica, las enfermedades cardiovasculares y la osteoartritis-, su potencial de mercado aumenta rápidamente. Según datos de Sullivan, medido por los ingresos por ventas, se espera que el mercado mundial de medicamentos polipeptídicos crezca de 60.700 millones de dólares en 2018 a 261.200 millones de dólares en 2032. Además, 2014-2026 marca un periodo álgido de expiración de patentes de los principales medicamentos polipeptídicos, lo que dará lugar a una oleada de genéricos y acelerará el desarrollo de polipéptidos de nueva generación por parte de las empresas farmacéuticas. A medida que las moléculas antiguas y las nuevas compitan en el mismo terreno, la reconstrucción de los procesos sintéticos y el aumento de la capacidad se propagarán de forma natural por la cadena de valor, creando nuevas oportunidades para las empresas que controlan las tecnologías clave de I+D y producción, incluidos los productos intermedios y los principios activos.
A pesar del amplio potencial de mercado, pocas empresas pueden invertir rápidamente en I+D y producción a gran escala de polipéptidos. Ello se debe a que la transformación de polipéptidos en fármacos es intrínsecamente difícil. Por un lado, el cribado de polipéptidos en las primeras fases es laborioso y técnicamente exigente: para un polipéptido de 14 aminoácidos, hay 10^18 combinaciones posibles de compuestos, y la incorporación de aminoácidos no naturales aumenta el número de combinaciones en varios órdenes de magnitud. Por otra parte, el desarrollo de fármacos polipeptídicos carece de vías de descubrimiento y metodologías de diseño de dianas bien establecidas. Aunque existen bibliotecas globales de entidades polipeptídicas, su tamaño y diversidad son insuficientes para satisfacer las necesidades prácticas del cribado de fármacos innovadores. La construcción de bibliotecas físicas de polipéptidos de cadena larga es especialmente difícil, lo que dificulta el cribado selectivo.
El advenimiento y la integración de algoritmos de IA han abordado los primeros retos de descubrimiento y diseño en el desarrollo de fármacos polipeptídicos. Mediante el aprendizaje de las características biomoleculares y la simulación de las relaciones estructura-función de las proteínas, la IA puede superar las limitaciones de los métodos de diseño tradicionales, generando polipéptidos con estructuras y funciones totalmente novedosas. Incluso los péptidos cíclicos o de cadena larga estructuralmente complejos pueden tener sus prototipos “calculados” de antemano, lo que aporta cambios revolucionarios a este campo.
Sin embargo, descubrir nuevas moléculas polipeptídicas es sólo el primer paso. Una vez identificadas, estas moléculas deben atravesar el “valle de la muerte” de la síntesis y la producción a gran escala. La combinación de innovación tecnológica e IA aumenta la frecuencia de los descubrimientos de polipéptidos complejos. Sin embargo, las estructuras complejas introducen retos en la producción a gran escala, como una mayor dificultad de condensación y niveles más altos de impurezas derivadas, en los que las tecnologías tradicionales de síntesis química ya no tienen ventajas. Los métodos de producción convencionales sólo pueden alcanzar una escala de 2.000-3.000 L, insuficiente para satisfacer la futura demanda a escala de tonelada de la industria de los polipéptidos.
Es evidente que la producción de polipéptidos a gran escala se enfrenta a múltiples retos. En la fase actual, en la que la capacidad química de polipéptidos se está liberando gradualmente, las empresas que puedan superar las elevadas barreras técnicas de la compleja I+D de polipéptidos y la producción a escala industrial ocuparán en primer lugar el próximo océano azul del mercado de los polipéptidos. El sector de los polipéptidos ha entrado en una era en la que las “capacidades internas” determinan la ventaja competitiva.
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La era post-GLP-1: Competir mediante la innovación en la síntesis y la ampliación de polipéptidos
En la actualidad, la síntesis química sigue siendo el principal método de producción de polipéptidos. Con la explosión de los fármacos GLP-1, la industria ha empezado a optimizar los procesos de producción, mostrando una tendencia a integrar la síntesis química y biológica. Señalan los expertos del sector:
“La síntesis biológica ofrece bajos costes de producción, una fuerte expresión dirigida y capacidades de producción a gran escala. Está ampliamente reconocida como la futura tendencia de desarrollo en la síntesis de polipéptidos.”
La síntesis química de polipéptidos implica numerosos pasos, largos ciclos de producción y genera grandes cantidades de aguas residuales orgánicas, lo que se traduce en elevados costes de gestión de residuos y una producción costosa. La síntesis química también tiene dificultades con los péptidos largos y complejos. Además, a medida que madura la tecnología de síntesis química y aumenta el suministro de equipos a nivel nacional, más empresas han adquirido capacidades de producción química de polipéptidos, lo que intensifica la competencia en el mercado. En el caso de los productos maduros sin patente, existen múltiples proveedores de API, lo que genera una competencia feroz tanto en materias primas como en formulaciones. Por tanto, la competencia entre las empresas de síntesis química se basa principalmente en la escala, la ventaja de costes y la estrategia de mercado, más que en los avances tecnológicos. Este sector de los polipéptidos de síntesis química, maduro y saturado, ya no tiene el mismo potencial para captar un mayor valor de mercado.
La síntesis biológica tradicional también se enfrenta a retos industriales. Sus estrategias se basan en tecnologías limitadas, adecuadas sólo para unos pocos polipéptidos con bajos rendimientos, lo que se traduce en elevados costes de producción e incapacidad para sustituir eficazmente la síntesis química. Las limitaciones incluyen la baja proporción de péptidos diana en los diseños de proteínas de fusión, la composición de aminoácidos, la ciclización y las modificaciones que restringen la aplicabilidad general. Los retos de ingeniería para una producción rentable a gran escala, incluida la construcción de fábricas celulares y el desarrollo de procesos posteriores, dificultan la síntesis biológica tradicional.
En la era post-GLP-1, el número de polipéptidos complejos aumenta rápidamente, pero las tecnologías de síntesis tradicionales no pueden satisfacer todas las necesidades. La demanda de GLP-1 y de productos GLP-1 de nueva generación exigirá pronto una producción a escala de tonelada, pero muchos API de polipéptidos carecen aún de procesos de producción maduros, con múltiples pasos que necesitan exploración y verificación. El escalado de la producción sigue siendo un cuello de botella.
Para afrontar los complejos retos de la síntesis de polipéptidos, algunas empresas están recurriendo a la biología sintética. A pesar de que China se inició más tarde en la biología sintética, tiene un enorme potencial en aplicaciones de polipéptidos. XiuShi Biotech, fundada en 2020 por expertos con más de 10 años de experiencia en biología sintética, se anticipó a estas necesidades y se ha convertido en líder nacional en síntesis biológica a gran escala de péptidos cortos complejos. La empresa ha desarrollado una innovadora tecnología de biosíntesis patentada y una plataforma integrada que combina IA, ingeniería genética, enzimología, fermentación, ingeniería de proteínas e ingeniería química, lo que permite una biosíntesis de polipéptidos de alta eficiencia, bajo coste y escalable.
Comparación de tecnologías de producción de polipéptidos
La innovadora tecnología de biosíntesis de XiuShi Biotech se ha aplicado a más de diez productos polipeptídicos. Mediante una plataforma central de diversos bloques de construcción de proteínas, elementos genéticos, modificaciones de la cadena peptídica e incorporación de aminoácidos no naturales, XiuShi ha superado los retos de la síntesis de péptidos cortos y péptidos cíclicos complejos. Mediante la combinación de modificaciones químicas y biológicas, resuelve problemas como la ciclización de múltiples enlaces disulfuro, la modificación de aminoácidos no naturales y la incorporación de cadenas laterales de ácidos grasos.
Los productos que utilizan la innovadora tecnología de biosíntesis de XiuShi cuestan sólo 10-20% de síntesis química, mientras que la eficiencia de producción es más de cinco veces superior y los requisitos de escala de fermentación menores que la síntesis biológica tradicional.
XiuShi sigue mejorando su plataforma mediante IA para la iteración rápida de procesos. Aprovechando sus bibliotecas de proteínas y enzimas, la empresa ha creado modelos de redes neuronales para acortar los ciclos de I+D y mejorar la calidad de la biosíntesis. Esto permite soluciones de proceso de coste y calidad optimizados para fármacos polipéptidos multiobjetivo emergentes, aumentando la eficiencia de I+D y la ventaja competitiva.
En la era de “iteración tecnológica + explosión de la demanda + reconstrucción de la capacidad”, sólo las empresas que mejoran continuamente sus capacidades pueden satisfacer las necesidades cambiantes de los clientes de la industria de los polipéptidos. XiuShi Biotech ha establecido un sólido foso tecnológico en el campo nacional de la biosíntesis de polipéptidos.
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“Sinergia ”Capacidad + Ecosistema": De la autoconstrucción al valor compartido
Abrirse camino en la tecnología de síntesis es sólo el primer paso. Un escalado eficiente es clave para ganarse la confianza de los socios industriales y la competitividad a largo plazo. A lo largo de cinco años, XiuShi Biotech ha construido un sistema de cadena completa, desde la I+D en laboratorio hasta la producción conforme a las GMP.
XiuShi cuenta con un centro de I+D impulsado por IA de 5.000㎡ y una base de producción inteligente de polipéptidos de 13.000㎡, capaz de producir de forma flexible desde muestras de investigación a escala de gramos hasta productos comerciales a escala de toneladas. Esto permite la producción de muestras clínicas en lotes pequeños y el suministro comercial a gran escala. Se trata de la primera línea de producción de polipéptidos de China totalmente basada en biología sintética que cumple las GMP.
XiuShi está reconfigurando el ecosistema de los polipéptidos al ofrecer a los socios industriales un servicio integral. La empresa ayuda a clientes con elevadas exigencias técnicas y de calidad, como empresas de descubrimiento de fármacos de IA y terapia celular, a desarrollar y comercializar polipéptidos complejos.
Wu Yinsong, fundador y presidente de XiuShi, subraya:
“La comercialización de clientes no es sólo escalar la molécula: se trata de la accesibilidad futura a los costes. Resolvemos tanto los retos técnicos como los de escala, ofreciendo productos con un coste, una velocidad y una calidad superiores.”
El cofundador y Director General, Yin Haixing, señala:
“Los clientes suelen decir que, tras colaborar con nosotros, ven moléculas polipeptídicas que antes ni se planteaban”.”
La plataforma y las líneas de producción de XiuShi se han ganado el reconocimiento de la industria y el apoyo del capital. El 21 de noviembre, la empresa anunció una financiación de serie A de casi 100 millones de yuanes procedentes de inversores nuevos y existentes, como Huatai Zijin, Shicui Capital y otros. Las rondas anteriores incluyeron a Chuangjing Capital y Jinyumao.
Con el doble reconocimiento de socios industriales e inversores, XiuShi se está expandiendo rápidamente por todo el mundo. Su I+D de API de polipéptidos está avanzando en múltiples jurisdicciones extranjeras, con 80% de pedidos comerciales del extranjero. La base de producción inteligente de polipéptidos también está siendo auditada por clientes extranjeros.
Wu Yinsong lo explica:
“Nuestro rápido crecimiento procede de la innovación y la creación de ecosistemas. A menudo actuamos como codesarrolladores (‘甲方’) con los clientes, resolviendo en colaboración los retos de la industria de los polipéptidos. Solo con un enfoque abierto y cooperativo podemos aportar conocimientos técnicos que, de otro modo, serían invisibles para la industria.”
A medida que la industria pasa del valor impulsado por la escala a la innovación tecnológica y la construcción de ecosistemas, XiuShi pretende profundizar en la colaboración con las empresas farmacéuticas mundiales, ayudando al sector de los polipéptidos a superar los cuellos de botella técnicos e integrar la I+D, la producción y la comercialización, desbloqueando un valor escalable, sostenible y conforme a la normativa en toda la cadena industrial.
