Análise Preliminar da Viabilidade Econômica da Produção da GPV pelas Células

Na avaliação de viabilidade econômica da produção de GPV através das células de Drosophila em meio IPL-41 suplementado com yeastolate, emulsão lipídica, glicose, lactose, glutamina e Pluronic F68 para a produção de vacina anti-rábica mostrada no presente estudo, o investimento total foi calculado através de índices baseados nos preços dos principais equipamentos a serem empregados. Os cálculos realizados permitiram a

obtenção de uma primeira estimativa do retorno do investimento e a verificação dos principais componentes do custo (Justo, 2003 e Galesi, 2007).

A vacina anti-rábica geralmente administrada em humanos e animais é a Fuenzalida & Palácios modificada, preparada com vírus inativados a partir de cérebro de camundongos infectados. O Instituto Butantan descontinuou a produção desta vacina, e atualmente a produção de vacina anti-rábica ocorre através do emprego de um agente infeccioso do gênero Lyssavirus que é propagado em cultura de células Vero (Frazatti-Gallina e col., 2004). Em adição, a quantidade de resíduos celulares encontrados nas doses do imunizante é muito baixa, cerca de cinco vezes menor que a recomendada.

O foco desta etapa do estudo foi o mercado de produção de vacina anti-rábica para uso humano contendo reduzido percentual de traços de DNA animal em sua composição final. Neste sentido, a concentração de GPV que deveria ser produzida pelas células S2AcGPV2, objetivando-se a competição por 10 % do mercado nacional de vacinas, foi calculada. Ressalta-se que a análise de viabilidade econômica realizada no presente estudo foi baseada naquela efetuada por Galesi (2007).

Os equipamentos envolvidos na produção da GPV compõem-se basicamente de dois tanques de aço inoxidável para o armazenamento de meio de cultivo e de suplementos para o meio de cultivo (T1 e T2), de um biorreator (R1) operando em modo batelada, além de bombas (B) para a injeção de gases e meio previamente esterilizados por um filtro do tipo dead-end (F1). Em adição são necessários ainda filtros de ar (AF), compressores (C) e centrífugas (CE). O biorreator apresenta um ciclo de operação de 168 horas (24 horas para o preparo do reator e 144 horas para o cultivo celular), volume total de 500 litros e volume de trabalho de 300 litros. As células geradas são separadas do sobrenadante por centrifugação, e seguem para as etapas de recuperação e purificação da glicoproteína. Considerando-se que o tempo operacional da planta seja de 330 dias/ano, seriam gastos anualmente cerca de 14.143litros de meio de cultura.

O custo de cada equipamento de uma planta química depende de vários fatores, como tamanho, material, instrumentação e outras condições de mercado. Se o preço de aquisição de um equipamento de capacidade u no ano r é Cp,u,r, o custo estimado do mesmo equipamento com capacidade v no ano s é dado pela equação 8.

⋅ ⋅ = ⋅ =

I

I

C

I

I

C

C

na qual Ii é o índice de custo no ano s ou r.

As estimativas de custo de capital pré-projeto são comumente obtidas de preços anteriores sendo, portanto, necessária a correção por inflação através de determinados índices, como CEPCI (Chemical Engineering Plant Cost Index), que é um dos mais comumente utilizados na indústria química, publicado regularmente na Chemical Engineering, tendo como ano-base de referência 1957.

Os custos dos equipamentos utilizados foram baseados nos valores obtidos por Galesi (2007), através de dados gerados pelo programa computacional SuperPro Designer (Intelligen, 2007) para o ano de ano 2007. Ressalta-se, contudo, a eliminação do fator relativo à correção pela inflação da equação 8. Neste sentido, a estimativa do custo dos equipamentos foi então obtida através da equação 9.

a r u p s v p _u v

C

C

O valor do expoente (a) é cerca de 0,6, conforme Petrides (2000). A Tabela 5.26 apresenta a estimativa de custo de cada um dos equipamentos citados anteriormente. Já a estimativa do investimento total da planta foi calculada com base no custo total destes equipamentos, utilizando-se os valores médios dos multiplicadores, e está apresentada na Tabela 5.27.

O custo de operação da planta é a soma de todas as despesas relativas à matéria- prima, mão-de-obra, utilidades, tratamento de efluentes, etc. Nesta avaliação, considerou-se que a indústria em questão conta já com uma infra-estrutura no ramo biotecnológico.

A Tabela 5.28 apresenta o custo total com a matéria-prima. Os valores foram baseados nos catálogos dos fabricantes e considerou-se um ganho de escala de 50 %, já que os preços dos fabricantes são dados em função de um volume de 1 litro ou 1 kilo.

Tabela 5.26. Estimativa de custo dos equipamentos empregados na etapa de cultivo celular

para a produção de GPV.

Equipamentos Quantidade Custo unitário (US$)

Custo total (US$) Tanque agitado (T1 e T2) de 1000 L 2 130.100,50 260.201,00 Filtro tipo dead-end (F1) 1 20.500,00 20.500,00 Fermentador (R1) de 1000 L 1 300.090,00 300.090,00

Compressor de ar (C1) 1 40.000,51 40.000,51

Filtro de ar (AF1 e AF2) 2 5.530,00 11.060,00

Centrífuga (CE1) 1 43.700,85 43.700,85

Bombas (B1 a B3) 3 4.090,00 12.270,00

Custo total de compra (CC) 687.822,36

Através do cálculo do custo com matéria-prima, estimou-se então o custo total de produção. Como mencionado anteriormente, esta estimativa refere-se somente à etapa de cultivo celular. Despesas relativas a materiais utilizados nos processos de recuperação e purificação, que também apresentam custos elevados, não foram computadas. Considerou- se que 20 % da GPV é perdida nos processos de recuperação e purificação.

Até o presente momento, testes imunogênicos com a glicoproteína do vírus da raiva produzida pelas células S2AcGPV2 encontram-se ainda em execução. Neste sentido, utilizou-se como referência o antígeno de superfície do vírus da hepatite B (HBsAg) produzido para a obtenção de uma vacina contra o vírus da hepatite B. Os testes realizados com esta proteína mostraram que três doses com uma concentração de 10 µg por dose, foi suficiente para conferir imunidade em indivíduos adultos (Ministério da Saúde, 2007), e esta foi então a concentração de proteína utilizada nesta análise de viabilidade. Considerando que 10 % do mercado nacional de vacinas para uso humano corresponde a 300 mil doses (Revista Fapesp, 2005), a produção anual de GPV deveria ser de 0,003 Kg.

Tabela 5.27. Índices médios de composição do investimento total a partir do custo dos

equipamentos (Petrides, 2000).

Item de custo Média do multiplicador Investimento (US$) 1. Custo direto da planta (CD)

Instalação 0,50 x CC 343.911,2 Tubulação 0,40 x CC 275.128,9 Instrumentação 0,35 x CC 240.737,8 Isolamento 0,03 x CC 103.173,4 Instalação elétrica 0,15 x CC 103.173,4 Subtotal 983.586

2. Custo total indireto da planta (CI)

Engenharia 0,25 x CC 171.955,6

Construção 0,35 x CC 240.737,8

Subtotal 412.693,4

3. Custo total da planta (CTP = CD + CI)

Honorários do empreiteiro (HE) 0,05 x CC 34.391,1

Contingência (C) 0,10 x CC 68.782,2

4. Capital fixo direto (CFD = CTP + HE + CI)

Capital de giro (Cgiro) 0,10 x CC 68.782,2 Custo de partida (Cpartida) 0,05 x CC 34391,1 5. Capital de investimento (CTI = CFD + Cgiro + Cpartida) 1.602.626

Tabela 5.28. Estimativa do custo de matéria-prima.

Composto Quantidade Custo unitário Custo total (US$/ano) Meio IPL-41 14.143 L/ano 61 US$/L 862.723

Yeastolate 478,69 L/ano 126,5 US$/L 60.554,285

Emulsão lipídica 162,56 L/ano 185 US$/L 30.073,6 Pluronic F68 7,8 Kg/ano 147,34 US$/Kg 1.149,252 Glicose 117,06 Kg/ano 25,25 US$/Kg 2.955,765 Glutamina 62,43 Kg/ano 183,95 US$/Kg 11.483,9985 Lactose 31,21 Kg/ano 36,02 US$/Kg 1.124,1842

Custo total 970.064,10

Como preço de venda, considerou-se o mesmo valor da dose de vacinas contra a raiva em humanos comercializadas atualmente, que está em torno de US$ 7 a dose. Como esta análise foi realizada apenas para a etapa de cultivo celular, considerou-se o custo de cultivo das células para a obtenção da glicoproteína componha 50 % do valor total, ou seja, US$ 4,5 a dose. A Tabela 5.29 mostra um resumo das análises econômicas efetuadas, incluindo uma estimativa realizada para o emprego do meio Sf900 II, custando US$ 66/L.

Tabela 5.29. Análise econômica global para a produção de GPV a partir das células

S2AcGPV2 no meio IPL-41 suplementado e em meio Sf900 II

Item Meio IPL-41 suplementado Meio Sf900 II

Valor (base: US$ 4,5/dose) Valor (base: US$ 4,5/dose)

Capital total de investimento (US$) 1.602.626,0 1.602.626,0 Custo total de produção (US$/ano) 970.064,1 933.438,0

Capacidade da planta (g/ano) 3,0 3,0

Custo de produção por unidade (US$/g) 323.354,7 311.146,0

Preço de venda (US$/g) 450.000,0 450.000,0

Rendimentos (US$/ano) 1.350.000,0 1.350.000,0

Lucro bruto (US$/ano) 379.935,9 416.562,0

Impostos (US$/ano) 151.974,36 166.624,8

Lucro líquido (US$/ano) 227.961,54 249.937,2

Assumindo que os impostos incidentes sobre o lucro bruto sejam de 40 %, estimou- se um lucro líquido de cerca de US$ 227.961,54 quando o meio IPL-41 suplementado foi utilizado. Considerando-se uma taxa de juros de 5% a.a., tem-se que o tempo de recuperação do investimento é de cerca de 9 anos. Ressalta-se que para que isso ocorresse, as células deveriam produzir cerca de 0,2 µg/mL de GPV no meio IPL-41 suplementado, valor bem acima do máximo verificado neste trabalho, que foi de 0,04 µg/mL, obtido no experimento empregando o sistema Cellferm-pro operando em batelada alimentada, a 40% de OD, pH 6,3 e sendo a proteína extraída da membrana por tampão de lise.

Em adição, não foi verificada uma diferença expressiva no cálculo da estimativa preliminar da viabilidade econômica da produção da GPV ao ser empregado o meio Sf900 II, uma vez que um lucro líquido de US$ 249.937,2 foi obtido nesta condição. Além disso, o tempo de retorno do investimento seria de cerca de 8 anos. Destaca-se, contudo, que a viabilidade econômica da produção de compostos recombinantes obedece a critérios que incluem a disponibilidade tecnológica que este estudo procurou realizar através da proposição de uma formulação aberta de meio de cultivo (meio IPL-41 suplementado), o que não ocorre quando o meio Sf900 II é empregado.

É importante salientar que novas linhagens celulares, além da empregada neste estudo, foram desenvolvidas durante a realização deste trabalho no Laboratório de Imunologia Viral com o intuito de aumentar a concentração da glicoproteína produzida. Além disso, modificações na metodologia de ELISA também foram implementadas proporcionando uma melhor quantificação da GPV. Tais modificações resultaram em aumento na detecção de GPV (de 0,06 µg/mL para 0,11 µg/mL), conforme observações de pesquisadores cooperados do projeto temático em que o estudo está inserido. Em adição, o comportamento cinético da produção de GPV foi avaliado através do cultivo de células S2AcGPV2k, um subclone das células S2AcGPV2 empregadas no presente estudo, em meio Sf900 II suplementado com prolina, glutamina, cistina e serina, observando-se a produção de até 3 µg/mL da glicoproteína (dados ainda não publicados). Neste sentido, recomenda-se que em trabalhos futuros as mesmas modificações sejam implementadas para a quantificação da GPV, empregando-se as células S2AcGPV2k cultivadas na formulação considerada como a mais adequada por este estudo, o meio IPL-41suplementado.