La invención de la warfarina
Dedicado en la Universidad de Wisconsin-Madison el 12 de octubre de 2022
La “warfarina�, que es el nombre genérico de un anticoagulante dispensado con receta que se comercializó por primera vez en la década de 1950, puede resultar familiar por anuncios televisivos de fármacos más recientes. Estos anuncios afirman que los nuevos anticoagulantes, que se utilizan para prevenir derrame cerebral y otros problemas médicos importantes, son más fáciles de tomar o tienen menos efectos secundarios. Sin embargo, los anuncios mencionan su nombre porque la warfarina constituye un medicamento de referencia, respetado en todo el mundo, que salva vidas y al que sus competidores actuales siguen intentando superar.
Las aportaciones de la warfarina a la ciencia van mucho más allá de su uso en pacientes humanos. Identificada por primera vez en un laboratorio de la Universidad de Wisconsin, la warfarina es la más conocida de una familia de sustancias quÃmicas cuya capacidad para prevenir la coagulación de la sangre ha servido para diversos fines, desde controlar poblaciones de roedores hasta tratar a un presidente estadounidense tras un infarto.Â
Identificada como dicumarol o como warfarina sódica, mediante fórmulas moleculares complejas o con el nombre comercial Coumadin®, la warfarina y las sustancias quÃmicas relacionadas con ella son quÃmicos que cambian y salvan vidas cuando se administran para prevenir la coagulación. La warfarina es también una pieza clave en un programa innovador que utiliza los ingresos por licencias para financiar futuras innovaciones.
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Inicios agrÃcolas
La warfarina tuvo su origen en una granja del Medio Oeste. Durante una tormenta de nieve a principios de 1933, un granjero llamado Ed Carlson recorrió más de 320 km (200 millas) desde Deer Park, en el noroeste de Wisconsin, hasta la capital del estado, Madison. Buscaba al veterinario del estado para que diagnosticara una enfermedad que estaba matando a sus vacas. Como la mayorÃa de las oficinas estaban cerradas un sábado, Carlson entró en el laboratorio de Karl Paul Link, profesor de la Universidad de Wisconsin en Madison (UW-Madison). Link y su ayudante, Eugen Wilhelm Schoeffel, examinaron lo que Carlson habÃa traÃdo consigo: una jarra de leche llena de sangre, una vaca muerta y un montón de heno mohoso. Los investigadores reconocieron los signos de la enfermedad del trébol de olor: La sangre de la vaca no coagulaba, los animales morÃan a causa de hemorragias y el responsable era el moho de los tréboles.
A principios del siglo XX, la enfermedad del trébol de olor se habÃa convertido en un problema persistente para la ganaderÃa del norte de Estados Unidos y el sur de Canadá. En la década de 1920, dos veterinarios, Frank W. Schofield, en Ontario, y Lee M. Roderick, en Dakota del Norte, atribuyeron la causa al trébol húmedo y podrido. Los investigadores siguieron estudiando la enfermedad durante la década de 1930. Link oyó hablar por primera vez del problema del trébol de olor a Ross A. Gortner, de la Universidad de Minnesota. Mientras tanto, en Wisconsin, los genetistas Royal Alexander Brink y William K. Smith estudiaban la cumarina, la sustancia quÃmica del trébol que hace que su olor sea dulce pero su sabor, amargo. La cumarina natural resultó ser importante para resolver el misterio de la enfermedad del trébol de olor.

La ciencia veterinaria hace aportaciones a la bioquÃmica
Armados con los conocimientos aportados por sus colegas cientÃficos, pero con mucho por descubrir, Link y sus ayudantes orientaron el trabajo de su laboratorio a comprender la bioquÃmica del heno de trébol podrido. Empezaron por desarrollar un bioensayo, una prueba que utiliza pequeños animales de laboratorio, para estudiar los procesos quÃmicos de la coagulación y determinar cómo interactúan con la biologÃa animal. Los investigadores alimentaron a conejos con distintos tipos de heno y les extrajeron sangre, esperando averiguar qué sustancia del trébol podrido actuaba como anticoagulante.
En 1939, una vez perfeccionadas estas técnicas experimentales, uno de los ayudantes de Link, Harold A. Campbell, aisló una pequeña cantidad de una sustancia pura y cristalina que impedÃa la coagulación de la sangre. Esa sustancia se producÃa por una reacción quÃmica entre la cumarina y ciertos mohos que crecen cuando el heno de trébol se moja y se pudre. Una vez que Campbell aisló este anticoagulante nuevo, sus colaboradores Mark A. Stahmann y Charles F. Huebner pudieron determinar su estructura quÃmica: 3,3â€�-metilenbis(4-hidroxicumarina).Â
En 1940, Stahmann y Huebner sintetizaron en el laboratorio una sustancia idéntica, verificando asà la estructura de la molécula. Posteriormente, Link y sus colaboradores sintetizaron más de 100 compuestos relacionados. Cada uno de estos compuestos análogos presentaba una ligera diferencia en su composición quÃmica, pero todos producÃan efectos anticoagulantes similares. El compuesto identificado como número 42, sintetizado por Stahmann y Miyoshi Ikawa (otro ayudante de Link), se conocerÃa más tarde como warfarina.
“Hay un fármaco que salva vidas y que debe su existencia al heno mohoso, a las vacas enfermas y al veneno para ratas. Ese fármaco se llama warfarina sódica. Previene la formación de coágulos sanguÃneos y puede salvar la vida de pacientes que han sufrido un infarto o un ictus. Es uno de los medicamentos más recetados del mundoâ€�.
 — “How Moldy Hay And Sick Cows Led To A Lifesaving Drug� del programa “All Things Considered� de NPR, 29 de agosto de 2017.
La bioquÃmica hace aportaciones a la medicina humana
En aquel momento, Link y sus colaboradores no habÃan determinado cuál de los compuestos análogos podrÃa tener utilidad práctica, o incluso alguna utilidad. Pero se habÃan dado cuenta de que lo que impedÃa la coagulación de la sangre de las vacas podrÃa, en teorÃa, evitar también coágulos peligrosos en los seres humanos. La teorÃa solo podÃa verificarse mediante ensayos clÃnicos, no en el laboratorio. AsÃ, una idea que habÃa viajado de la granja a la universidad tendrÃa que pasar por el hospital antes de llegar a las estanterÃas de la farmacia.
En 1941, Campbell, Stahmann, Huebner y Link solicitaron ayuda a la Fundación de Investigación de los Alumnos de Wisconsin (WARF, por sus siglas en inglés), una organización sin fin de lucro que apoya la investigación y la transferencia de tecnologÃa en la Universidad de Wisconsin. Con la ayuda de la WARF, el equipo solicitó una patente para su posible descubrimiento farmacológico. En las dos décadas siguientes, esos cuatro investigadores y varios colaboradores, consiguieron más de 20 patentes sobre compuestos, derivados y procesos relacionados con la anticoagulación. La WARF utilizó los derechos de propiedad intelectual proporcionadas por las patentes para otorgar licencias a empresas con la capacidad de desarrollar y comercializar las patentes.Â
La primera patente de WARF cubrÃa el compuesto sintetizado en 1940. Los cientÃficos le dieron el nombre de “dicumarolâ€�, y se empezó a probar en humanos en 1941 en el Hospital General de Wisconsin y en la ClÃnica Mayo. Durante la década siguiente, los análogos que siguieron al dicumarol ofrecieron distintos grados de potencia y efectos diferentes en una variedad de especies animales.Â

Hacia el futuro
Algunos de los compuestos análogos, especialmente el número 42, resultaban letales para los animales pequeños, hasta el punto de que a algunos de los cientÃficos de Wisconsin les preocupaba que el dicumarol pudiera cobrar fama de peligroso. No obstante, la WARF siguió adelante con la patente de los análogos y, con la oportuna ayuda de Stahmann, consiguió presentar una solicitud para el análogo 42 a menos de un mes antes de que expirara el plazo para solicitar la patente. La patente, propiedad conjunta de Link, Stahmann e Ikawa, resultó fortuita. Las pruebas posteriores demostraron que, si bien el análogo 42 era mortal para ratones y ratas, no era lo bastante tóxico como para representar un peligro significativo para animales más grandes, como perros, gatos o incluso niños pequeños.Â
Al quedar clara la posibilidad de utilizar el compuesto para el control de plagas, Link decidió que necesitarÃa un nombre más atractivo y fácil de recordar. Combinó las siglas WARF con las últimas sÃlabas de cumarina para obtener “warfarinaâ€�. Una vez elegido el nuevo nombre, el compuesto 42 entró en el mercado en 1948, pero solo como raticida.
Mientras tanto, se siguieron investigando todos los compuestos anticoagulantes para identificar el más seguro y eficaz como anticoagulante en pacientes humanos. El dicumarol tuvo cierto éxito como opción de tratamiento, pero era inestable y resultaba complicado administrarlo en hospitales. Algunos retoques más en la fórmula de la warfarina produjeron un resultado irónico: El análogo más eficaz para matar ratas también resultó ser el más seguro y eficaz para prevenir los coágulos sanguÃneos en las personas. Una versión hidrosoluble, conocida como warfarina sódica, se podrÃa administrar por vÃa oral o intravenosa y controlarse con análisis de sangre regulares y de seguimiento, sin necesidad del control estricto que requiere el dicumarol.
La warfarina sódica se autorizó para uso humano en 1954 y se comercializó bajo la marca Coumadin. Pronto se convirtió tanto en el raticida más utilizado como en el anticoagulante más recetado del mundo. El éxito comercial generalizado permitió a WARF utilizar los ingresos de sus patentes de warfarina para invertir 16 millones de dólares (o 144 millones de dólares de 2022) en la empresa de investigación de la UW-Madison.
La asociación del nombre “warfarinaâ€� con veneno para ratas provocó ciertas dudas entre los médicos a la hora de recomendarla y entre los pacientes a la hora de tomarla, pero esos temores se superaron pronto. En 1955, se corrió la voz de que se habÃa administrado warfarina al presidente estadounidense Dwight D. Eisenhower tras un infarto. Los ensayos clÃnicos continuados ya habÃan convencido a los médicos de que era la mejor opción disponible, y el tratamiento eficaz a un lÃder mundial ayudó a tranquilizar a los pacientes (al igual que el uso de Coumadin como marca comercial con más frecuencia, en lugar de warfarina).
En cualquier caso, con el paso de los años, la warfarina sódica fue perdiendo eficacia como veneno a medida que las poblaciones de roedores desarrollaron resistencia. Los cientÃficos respondieron desarrollando una segunda generación de compuestos anticoagulantes (incluidos el brodifacoum, el difenacoum, la bromadiolona y la difetiolona), que fueron llamadas “superwarfarinasâ€�. Estas sustancias quÃmicas más avanzadas no se administran a los seres humanos.Â
También continuó la investigación en el área de la medicina. En la década de 2010, entraron en el mercado nuevos fármacos clasificados como “nuevos anticoagulantes oralesâ€� o “coagulantes orales directosâ€�. Comercializados bajo marcas como Pradaxa®, Xarelto®, Eliquis® y Savaysa®, estos fármacos requieren pruebas médicas menos invasivas y causan menos efectos secundarios que la warfarina. Por otro lado, también suelen ser más caros y carecen de las décadas de datos clÃnicos y pruebas de seguridad disponibles para un medicamento utilizado desde los años cincuenta.Â
Las tasas de prescripción de warfarina están disminuyendo, pero, a dÃa de hoy, sigue siendo uno de los tratamientos más utilizados para los coágulos sanguÃneos. Los expertos calculan que, cada año, se siguen emitiendo en todo el mundo unos 100 millones de recetas de warfarina.
“La warfarina se sigue utilizando para tratar a millones de personas. De hecho, sigue figurando en la lista de medicamentos esenciales de la Organización Mundial de la Salud�.
— “Sangre, ratas y anticoagulantes: La historia de la warfarina,â€� vÃdeo de Nature, abril de 1973.

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Dedicatoria como hito histórico y agradecimientos
Dedicatoria como hito histórico
La American Chemical Öйú365betÖÐÎĹÙÍø (ACS, por sus siglas en inglés) ha rendido homenaje al desarrollo del anticoagulante warfarina designándolo como Hito histórico nacional de la quÃmica (NHCL, por sus siglas en inglés) en una ceremonia celebrada en la Universidad de Wisconsin-Madison el 12 de octubre de 2022. En la placa conmemorativa se lee:
A principios del siglo XX, un devastador trastorno hemorrágico asoló los rebaños de ganado norteamericanos. Los bioquÃmicos de la Universidad de Wisconsin se concentraron en estudiar el heno podrido que se podÃa encontrar en el alimento de los animales, y en 1939, aislaron un compuesto quÃmico que previene la coagulación de la sangre. Con el apoyo de la universidad, del estado y de la Fundación de Investigación de los Alumnos de Wisconsin (WARF), las investigaciones posteriores sobre este compuesto y sus análogos condujeron al desarrollo de un nuevo y revolucionario veneno para ratas (warfarina) y un anticoagulante (warfarina sódica) que aún se utiliza ampliamente en la actualidad. Estos compuestos anticoagulantes han reducido las enfermedades transmitidas por roedores y han ayudado a millones de pacientes a disminuir el riesgo de ictus o infartos. Los ingresos de las patentes asociadas contribuyen de forma importante a los más de 4000 millones de dólares en investigación financiados por WARF en la Universidad de Wisconsin-Madison.
Agradecimientos
Escrito por Kevin Walters.
El autor desea dar las gracias a los colaboradores y revisores de este folleto, quienes han contribuido a mejorar su contenido, especialmente a los miembros del Subcomité del NHCL de la ACS.
La Sección de Wisconsin de la ACS y la Fundación de Investigación de los Alumnos de Wisconsin han preparado la candidatura para esta designación como Hito histórico.

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