Grupos abordam fármacos já conhecidos e que podem ser reposicionados, bem como novas drogas com estratégias antivirais

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Órgão será responsável pela continuação dos estudos de bioequivalência e pela avaliação e controle de matérias-primas para a indústria farmacêutica
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Baccharis retusa DC., original da Serra da Mantiqueira, apresenta resultados positivos nas ações biológicas

Da Redação
Com colaboração de Bianca Benfatti

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A Serra da Mantiqueira, localizada nos Estados de São Paulo, Rio de Janeiro e Minas Gerais, é recoberta pela Mata Atlântica, um dos biomas com maior diversidade do planeta, lar de mais de 20 mil espécies de plantas, sendo 8 mil endêmicas. E é sobre esse meio ambiente que os pesquisadores do Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas da Universidade Federal de São Paulo (ICAQF/Unifesp) - Campus Diadema, se debruçam desde 2008 à procura de compostos com atividade farmacológica em diversas plantas oriundas das regiões de campos de altitudes.

As atividades descritas acima são desenvolvidas com financiamento no âmbito Jovem Pesquisador da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). A tarefa inicial buscou prospectar majoritariamente espécies da família das Asteraceae, cujo representante mais famoso é o girassol. Após muitos estudos etnofarmacológicos, foi encontrada a Baccharis retusa DC., pertencente à referida família. “Naquele momento, quando nós iniciamos os trabalhos com a Baccharis retusa, era nosso objetivo pesquisar compostos com ação antiparasitária, investigar protótipos para o desenvolvimento de remédios no tratamento de leishmaniose e doença de Chagas”, conta João Henrique Ghilardi Lago, professor adjunto do campus e um dos pesquisadores envolvidos no projeto. A equipe de cientistas também é composta por Patrícia Sartorelli, professora adjunta do mesmo instituto.

Depois de análises do extrato da Baccharis retusa, chegou-se em um resultado positivo para atividade in vitro. Assim começaram os estudos, primeiramente por meio de análise de desreplicação do extrato bruto, visando conhecer os principais compostos presentes nessa matriz complexa, seguido pela análise química biomonitorada ou bioguiada, com o objetivo de descobrir dentro de inúmeras substâncias, qual ou quais delas, presentes no extrato, eram responsáveis por aquela ação. Após obtenção do composto isolado, ou seja, em elevado grau de pureza, iniciou-se o processo de caracterização química, usando ferramentas espectroscópicas para conhecer a arquitetura molecular da substância ativa.

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Planta Baccharis retusa D.C: fonte de novos medicamentos

No caso da Baccharis retusa, a desreplicação do extrato mostrou que o mesmo é composto por dez flavonoides diferentes, além de três ácidos clorogênicos. Esses compostos, também conhecidos como polifenólicos, são substâncias de origem vegetal e desempenham um papel fundamental na proteção da planta contra agentes oxidantes (raios ultravioletas, poluição, etc.). Porém, apenas um deles mostrou-se ativo no alvo biológico, a sakuranetina, cuja ocorrência é majoritária no extrato (presente em cerca de 50%). A cada cinco gramas, eram isolados de um a dois, fato raro, segundo os estudiosos. É mais comum existirem metabólitos (produto do metabolismo de uma determinada substância) na faixa de até 1% e possuir uma diversidade enorme de compostos, diferente dos quase 20% encontrados na Baccharis retusa. Além dos resultados obtidos, é importante afirmar que essa espécie nunca havia sido estudada quimicamente, nem biologicamente, apesar de ter algumas utilidades etnofarmacológicas, o que permite trazer contribuições significativas a cerca da quimiossistemática do gênero Baccharis, além de informações sobre o potencial biológico dessa espécie.

O processo de coleta das plantas não é um processo aleatório. Além de estudos prévios sobre qual será retirada do ambiente, há ainda a necessidade de autorizações. “Portanto, nós precisamos dos nossos colaboradores na área de Botânica, que possuem todas as permissões para acesso e manipulação do material”, relata Patrícia. Os botânicos da equipe sabem qual é a espécie certa que os pesquisadores precisam, taxonomicamente falando; colhem, trazem para o laboratório, onde será secada, moída, extraída e submetida aos estudos químicos e biológicos. 

Caso os compostos obtidos da Baccharis retusa virem protótipos para o desenvolvimento de fármacos, é de extrema importância que a síntese em laboratório seja simples, evitando o risco de extinção da planta. “Existem dois parâmetros para estudo que eu sempre cito para os meus alunos: é necessário ter quantidade do material na natureza e a estrutura da substância que está sendo caracterizada deve ser relativamente fácil de ser sintetizada. É isso que a indústria quer”, afirma Lago. O taxol, por exemplo, medicamento extraído de planta e utilizado contra o câncer de mama, apresenta uma estrutura extremamente complexa para se reproduzir em escala laboratorial, sendo inviável comercialmente. Ao contrário da aspirina, que apresenta uma estrutura simples, baseada em produto natural e cuja síntese é totalmente feita no laboratório em larga escala.

Atividades biológicas encontradas

A sakuranetina, o flavonoide ativo da planta em questão, apresentou nos modelos testados atividades anti-inflamatória, antimicrobiana e antiparasitária. Doenças parasitárias como a leishmaniose, malária e doença de Chagas, patógenos humanos como o cryptococcus e a cândida, além de bactérias e leveduras também estão sendo analisados pelo grupo.

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Os professores João Lago e Patrícia Sartorelli, responsáveis pela pesquisa

A metodologia utilizada para chegar aos resultados das atividades biológicas específicas envolve entender o mecanismo de ação da droga, estudos sobre a estrutura e atividade, para desse modo identificar quais grupos funcionais na molécula são mais importantes; pesquisas in vitro e in vivo, de toxicologia, para avaliar quão nociva é essa substância. Em relação à bioatividade apresentada pela planta em questão, um estudo conduzido pela professora adjunta Carla Máximo Prado, também do ICAQF/Unifesp, mostrou que a sakuranetina teve excelente atividade anti-inflamatória em modelo respiratório, “Esse modelo foi fantástico, um desempenho muito interessante comparado a dexametasona, anti-inflamatório padrão de controle positivo nos ensaios conduzidos”, relata Lago.

A próxima questão a ser resolvida pelo grupo diz respeito à averiguação quanto à toxicidade in vivo da amostra, ou seja, a avaliação, no modelo animal, com relação à quantidade de toxinas dessa substância. Possuindo em mãos a concentração nociva in vitro, as prospecções toxicológicas virão em seguida. Essa etapa já se iniciou com a Baccharis retusa. “Não sendo tóxica, nós partimos para os estudos pré-clínicos, pois não basta dizer se é ativo ou não; é ativo sim, mas prejudicará o ser humano? Vale a pena investigar para se tornar um futuro fármaco?”, comenta Patrícia.

A grande vantagem desse trabalho, de acordo com os cientistas, é a interdisciplinaridade. Começa com o botânico em campo coletando as plantas, depois entra o químico no laboratório para processar, purificar, isolar e caracterizar o material bioativo. Na sequência, entram os estudos na parte da Farmacologia, da Biologia Molecular, Biologia Celular, ou seja, há uma enorme gama de estudos.

A pesquisa, com essa e outras espécies vegetais bioativas, já dura dez anos e vem sendo financiada por meio de diversos outros projetos apoiados pela Fapesp, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), além das bolsas da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) que os alunos do programa de pós-graduação em Biologia Química e Ciência e Tecnologia da Sustentabilidade recebem, ambos do ICAQF/Unifesp. “Nós podemos dizer que depois de dez anos, temos quatro ou cinco protótipos que valem a pena investirmos, para pensar em etapas pré-clínicas posteriores e até, porque não, estar nas clínicas”, reflete o pesquisador.

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GRECCO, Simone S.; DORIGUETO, Antonio C.; MARTO, Kevin; LIMA, Ricardo; LANDRE, Iara; SOARES, Marisi G.; PASCON, Renata C.; VALLIM, Marcelo A.; CAPELLO, Tabata M.; ROMOFF, Paulete; SARTORELLI, Patrícia; LAGO, João Henrique G. Structural crystalline characterization of sakuranetin - an antimicrobial flavanone from twigs of Baccharis retusa (Asteraceae). Molecules, v. 19, nº 6, p. 7528-7542, jun. 2014. Disponível em: <http://www.mdpi.com/1420-3049/19/6/7528/htm>. Acesso em: 14 Abr. 2015.

TOLEDO, A. C.; SAKODA, C. C. P.; PERINI, A.; PINHEIRO, N. M.; MAGALHÃES, R. M.; GRECCO, S. S.; TIBÉRIO, I. F. L. C.; CÂMARA, N. O.; MARTINS, M. A.; LAGO, J. H. G.; PRADO, C. M. Flavanone treatment reverses airway inflammation and remodelling in an asthma murine model. British Journal of Pharmacology, v. 168, nº 7, p. 1736-1749, abr. 2013. Disponível em: <http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/bph.12062/full>. Acesso em: 14 Abr. 2015.

GRECCO, Simone S.; REIMÃO, Juliana Q.; TEMPONE, André G.; SARTORELLI, Patrícia; CUNHA, Rodrigo L. O. R.; ROMOFF, Paulete; FERREIRA, Marcelo J. P.; FÁVERO, Oriana A.; LAGO, João Henrique G. In vitro antileishmanial and antitrypanosomal activities of flavanones from Baccharis retusa DC. (Asteraceae). Experimental Parasitology, v. 130, nº 2, p. 141-145, fev. 2012. Disponível em: <http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014489411003298>. Acesso em: 14 abr. 2015.

GRECCO, Simone S.; FERREIRA, Marcelo J. P.; ROMOFF, Paulete; FÁVERO, Oriana A.; LAGO, João Henrique G. Phenolic derivatives from Baccharis retusa DC. (Asteraceae). Biochemical Systematics and Ecology, v. 42, p. 21-24, jun. 2012. Disponível em: <http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0305197811002407#>. Acesso em: 14 abr. 2015.

GRECCO, Simone S.; REIMÃO, Juliana Q.; TEMPONE, André G.; SARTORELLI, Patrícia; ROMOFF, Paulete; FERREIRA, Marcelo J. P.; FÁVERO, Oriana A.; LAGO, João Henrique G. Isolation of an antileishmanial and antitrypanosomal flavanone from the leaves of Baccharis retusa DC. (Asteraceae). Parasitology Research, v. 106, nº 5, p. 1245-1248, abr. 2010. Disponível em: <http://link.springer.com/article/10.1007/s00436-010-1771-8/fulltext.html>. Acesso em: 14 abr. 2015.

Publicado em Edição 04

Uso de reagente derivado do benzeno abre novas perspectivas de combate à leishmaniose e a alguns tipos de câncer

Da redação • colaborou
Rosa Donnangelo

Ilustração de uma molécula de arino, composta por átomos de carbono, hidrogênio e um de oxigênio

Foi durante a graduação que Cristiano Raminelli, professor doutor do Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas da Unifesp – Campus Diadema, se interessou pela área de Síntese Orgânica. No decurso da sua iniciação científica, Raminelli trabalhou com Físico-química em cinética e mecanismos de oxidação, que o ajudou a decidir os caminhos pelos quais seguir na Química. Em decorrência de uma breve passagem pela Bioquímica, onde trabalhou com fermentações, enxergou a possibilidade de trabalhar com a síntese e a elucidação de mecanismos de ação de substâncias bioativas.

O grupo de pesquisa “Síntese Orgânica e Modelagem Molecular”, coordenado por Raminelli, faz parte do programa de pós-graduação em “Ciência e Tecnologia da Sustentabilidade” e traz a implementação da química de benzino, anteriormente utilizada somente em países da Europa, Japão e Estados Unidos, onde o professor concluiu o seu pós-doutoramento. “O benzino é o coração da nossa pesquisa”, afirmou. Obtido a partir de derivados do benzeno, o benzino funciona como um “intermediário” de extrema reatividade que pode ser usado em síntese de substâncias biologicamente ativas ou produtos naturais. No grupo de pesquisa, substâncias orgânicas de origem natural que contém ao menos um átomo de nitrogênio com caráter básico, os alcaloides, são empregados nas reações de síntese.

A continuidade do trabalho e a criação do grupo de pesquisa só foram possíveis devido ao financiamento do projeto pela Fapesp. Atualmente são 8 alunos, 3 no mestrado com bolsa Capes e 5 na iniciação científica.

O trabalho tem como principal objetivo fazer a síntese de alcaloides aporfinoides, para que esses compostos sejam estudados de forma mais profunda e que suas atividades biológicas contra doenças – como leishmaniose e câncer – sejam testadas, ainda que fora do grupo de pesquisa, posteriormente. “Estamos apenas começando a pesquisa, mas a divulgação das atividades do grupo expõe o trabalho e as substâncias que temos, bem como as que estão em processo de síntese. Nós estamos realizando a construção de moléculas orgânicas de uma maneira inovadora, as quais colocamos à disposição para possíveis colaboradores. Isso gera a possibilidade de uma pesquisa com caráter interdisciplinar e a colaboração com os colegas da universidade”, comenta Raminelli.

Os alunos de mestrado estão em processo de conclusão da dissertação e cada um deles é responsável por uma molécula e sua síntese. Allan Rossini, um dos mestrandos, realizou sínteses totais convergentes dos alcaloides aporfinoides (±)-1,2,11-trimetoxinoraporfina, (±)-O-metilisotebaína e iodeto de (±)-zantoxifilina, que são potenciais agentes antileishmaniose e anticâncer. A dissertação foi defendida em agosto deste ano.

Além dos compostos estudados por Rossini, mais dois alunos estão em processo de estudo de outros dois compostos – Ana Carolina Muraca e Givago Perecim – com a R-apormorfina e R-aporfina, respectivamente.

O primeiro, R-apormorfina, tem o diferencial de ser um fármaco com atividade contra disfunção erétil, no Brasil, e Mal de Parkinson, no Reino Unido e Estados Unidos. “A síntese está sendo refeita com a finalidade de testar a eficácia da molécula contra outras doenças”, explica Raminelli. A R-aporfina é o composto mais simples da classe e a decisão de sintetizá-la surgiu da importância que possuem os derivados resultantes da síntese, com potencial antileishmaniose e anticâncer também.

Imagem do laboratório Imagem do laboratório

Substâncias sendo produzidas no laboratório de síntese orgânica

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Professor Cristiano Raminelli ao lado do equipamento de RMN no Laboratório de Ressonância Magnética Nuclear da Unifesp (Diadema)

Além dos compostos estudados pelos mestrandos, o grupo desenvolve a síntese de outros alcaloides com atividade antileishmaniose, como a lisicamina e a 7-oxoisotebaina. Cristiano Raminelli busca na literatura específica a respeito de substâncias que possam ser estudadas pelo seu grupo. “Um determinado grupo de pesquisa isola uma substância, um produto natural, e avalia, por exemplo, a atividade anticâncer, então partimos para a síntese para obter o composto em maior quantidade. Sintetizamos também moléculas de outras famílias visando avaliar suas atividades biológicas”, afirma.

Sintetizar no laboratório não é tarefa simples. Os alunos de iniciação científica desenvolvem reações e os de pós-graduação sintetizam as moléculas. “Nós temos dois caminhos – o desenvolvimento de reações e a sua aplicação na síntese de uma molécula específica. No nosso laboratório trabalhamos com as duas vertentes da síntese orgânica, a síntese total na qual realizamos a linear (reação após reação) e a convergente (dois blocos moleculares são sintetizados separadamente e unidos posteriormente). Todas as reações desenvolvidas e sínteses totais que realizamos tem como objetivo principal a produção de alcaloides”, explica Raminelli.

Para o coordenador da pesquisa, é necessário tentar visualizar a molécula final por meio de uma análise retrossintética (síntese ao contrário). “Então nós planejamos a síntese da molécula, fazendo fragmentações a partir da molécula alvo. O planejamento sintético é importantíssimo. Posteriormente, a síntese é feita reação após reação”, comenta.

A pesquisa em síntese é bem cara porque necessita de uma demanda grande de reagentes. Mas o principal legado da pesquisa é a química de benzino. A geração do arino, derivado do benzino, é de grande interesse por ser gerado em condições brandas. “No passado ele era gerado utilizando condições drásticas, ou seja, altas temperaturas, bases e oxidantes fortes. Era difícil de usá-lo na síntese total. Agora nós conseguimos utilizá-lo na síntese de um produto natural. Temos um bloco e outro. A partir disso, o que se pode esperar? Um mais ou o outro gera um resultado, por meio do derivado do benzino, assim como do arino. Sem ele não chegaríamos a esse resultado de maneira tão direta. O restante do processo se dá por meio de transformações de grupos funcionais”, finaliza o professor.

Raminelli quer atrair mais alunos interessados em síntese de alcaloides e tem o ideal de dar continuidade ao projeto visando à lógica interdisciplinar de trabalho e, principalmente, à produção de substâncias potenciais para o tratamento de doenças.

 
Desenho esquemático de três moléculas: cafeína (estimulante), quinina (anti-malárico) e nicotina (inseticida)

Alcaloides

Fórmulas moleculares de alcaloides – compostos orgânicos de extrema importância no desenvolvimento de fármacos

 
Ilustração da molécula do arino

Arino

Derivado do benzino com emprego na síntese de substâncias orgânicas

 

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GEBARA, K. S.; CASAGRANDE, G. A.; RAMINELLI, C. An efficient fluoride-mediated O-arylation of sterically hindered halophenols with silylaryl triflates under mild reaction conditions. Tetrahedron Letters. [online] v. 52, n. 22, p. 2849-2852, jun. 2011. Disponível em: < http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040403911005247 >. Acesso em: 08 set. 2014.

GALLO, R. D. C. et al. O ressurgimento da química de benzino com sililaril triflatos no contexto das reações de inserção em ligações sigma. Química Nova. [online] v. 32, n. 9, p. 2437-2443, 2009. Disponível em: < http://submission.quimicanova.sbq.org.br/qn/qnol/2009/vol32n9/index.htm >. Acesso em: 08 set. 2014.

RAMINELLI, C.; LIU, Z.; LAROCK, R. C. Regioselective synthesis of 3-(2-hydroxyaryl)pyridines via arynes and pyridine N-oxides. Journal of Organic Chemistry. [online] v. 71, n. 12, p. 4689-4691, 2006. Disponível em: < http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jo060523a >.Acesso em: 08 set. 2014.

Publicado em Edição 03
Segunda, 02 Junho 2014 15:56

Drogas prometem melhor qualidade de vida

Doenças crônicas são tema de pesquisas interdisciplinares que visam diminuir o impacto de efeitos colaterais e potencializar ação curativa dos fármacos

Rosa Donnangelo

Imagem de microscópio de um cristal

Fotografia microscópica de cristal oco

Doenças crônicas, objeto constante da pesquisa científica, demandam a interação de diversas áreas do conhecimento, com a finalidade de levar aos pacientes melhor qualidade de vida e chances de tratamento sem as reações adversas que os medicamentos, muitas vezes de alta potência, causam ao corpo humano.

Nesse sentido, a criação de novos cursos de graduação e pós-graduação, decorrente do processo de expansão da Unifesp, oferece maiores  oportunidades de realização de estudos interdisciplinares e, principalmente, de ampliação da produção científica e da pesquisa. O conhecimento integrado influi positivamente no desenvolvimento das teses e proporciona aos pesquisadores maior domínio sobre o objeto de estudo.

O tema “fármacos” parece estar restrito, num primeiro momento, somente à área da Farmácia. No entanto, as três pesquisas apresentadas em seguida mostram um quadro distinto: duas delas são coordenadas pelo Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT) da Unifesp – Campus São José dos Campos; a terceira é  oriunda do Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas – Campus Diadema.

Os três projetos apresentam como objeto de estudo substâncias ou compostos que são potenciais candidatos a proporcionar significativas melhoras no tratamento de doenças como Aids, melanoma metastático (câncer de pele com metástase) e doenças pulmonares agudas, como a síndrome do desconforto pulmonar agudo, e crônicas, como a bronquite asmática e o enfisema pulmonar. Há muito o que pesquisar para que pacientes diagnosticados com tais doenças possam ser contemplados com possíveis medicamentos de maior eficácia e melhora na qualidade de vida. O processo demanda tempo, testes e aprovação de órgãos reguladores. “É um sonho, e eu gosto de sonhar”, comenta Silvia Lucia Cuffini, professora adjunta do ICT e responsável por um dos projetos.

A cristalografia e a melhora nas propriedades dos fármacos

Imagem de polimorfos

As fotos mostram o efeito in vivo dos diferentes polimorfos (estruturas cristalinas)  de um fármaco

Imagem de polimorfos

Diferentes morfologias (formas) dos cristais devido ao processo de cristalização para produção de novos fármacos modificados

Silvia Cuffini, graduada em Ciências Químicas e pós-graduada na mesma área pela Universidad Nacional de Córdoba (Argentina), apresentou à Unifesp uma linha de pesquisa química que se baseia na  modificação de fármacos e desenvolve novas formas cristalinas para o tratamento de pacientes com Aids/HIV. Propõe também a perspectiva interdisciplinar para o desenvolvimento do projeto.

“O desafio é aplicar os conhecimentos das áreas de Química, Engenharia de Materiais e Física na área de fármacos”, ressalta. E acrescenta que o estudo de novas formas cristalinas – como os polimorfos (diferentes estruturas cristalinas com a mesma composição química) – e das partículas com forma oca, que modificam a morfologia do cristal, agrega conhecimento de grande importância, que pode ser transferido para a indústria farmacêutica no Brasil.

O objetivo fundamental do estudo é modificar a estrutura cristalina e a morfologia dos princípios ativos farmacêuticos, bem como suas propriedades físico-químicas, para que sejam capazes de aumentar a velocidade da solução do fármaco. “Aumentando a velocidade da solução, principalmente no projeto com antirretrovirais, pretendemos melhorar os cristais ou desenhar novas formulações deles, tentando diminuir a dose e também evitando surfactantes que sejam tóxicos acima de certos limites. Dessa forma, busca-se diminuir possíveis causas dos efeitos adversos e tóxicos que sofrem os pacientes, melhorando a sua qualidade de vida”, explica Silvia. A pesquisa na área de cristalografia em fármacos deverá ser desenvolvida em colaboração com docentes da Unifesp que atuam em todas as áreas abrangidas.

Como a incorporação da pesquisadora ao quadro permanente da Unifesp foi recente, o financiamento de instituições de fomento para desenvolver o projeto ainda está sendo solicitado. Atualmente, esse trabalho depende de incentivos cedidos pela Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz), por meio do laboratório Farmanguinhos, em uma importante parceria para uso de equipamentos e repasse de insumos e matérias- primas relacionados ao programa de Aids/HIV no Brasil. O objetivo do projeto é produzir novas formas cristalinas de fármacos que estão em uso no mercado, o que é considerado pela pesquisadora como um diferencial. O conhecimento prévio dos efeitos farmacológicos do princípio ativo é uma grande vantagem para o desenvolvimento de novos medicamentos que podem chegar em um tempo relativamente curto ao paciente.

“Nós queremos modificar o fármaco para melhorar suas propriedades e diminuir os efeitos adversos dos antirretrovirais. Os pacientes são altamente medicados, e obter uma nova fórmula farmacêutica, que consiga diminuir a dose ingerida com a mesma biodisponibilidade (veja infográfico à esquerda) e redução das reações adversas, seria um diferencial e significaria um novo produto que ainda não está no mercado”, explica. “Estamos trabalhando para fornecer à indústria farmacêutica as ferramentas que utilizam a cristalografia para o controle de qualidade tanto no polimorfismo como na nanoestrutura das matérias-primas, além de melhorar processos de elaboração, como micronização, para assegurar a reprodutibilidade na qualidade dos produtos”. A micronização é um processo mecânico que diminui o tamanho de partículas, muito usado para melhorar a velocidade de dissolução no caso de drogas pouco solúveis.

Polimorfismo e eficácia terapêutica

Infográfico

Polimorfismo é a capacidade de uma substância, no estado sólido, existir em mais de uma estrutura cristalina. No caso das indústrias farmoquímica e farmacêutica, ele pode ocorrer nas diferentes fases do desenvolvimento de novos medicamentos ou medicamentos bioequivalentes.

A competição com os mercados da Índia e China é grande; por isso o governo incentiva cada vez mais a pesquisa na área, evitando a dependência de produtos importados. “Gerar esse conhecimento pode ajudar muito a conseguir novos medicamentos, de excelente qualidade, em nível nacional. Às vezes temos grandes problemas com os insumos importados que chegam da China e da Índia; por isso, é preciso aumentar os controles, principalmente nos parâmetros do estado sólido. Os laboratórios farmacêuticos precisam cada vez mais controlar o polimorfismo e a nanoestrutura dos insumos importados ”, afirma.

A pesquisa e a produção em laboratórios farmacoquímicos seguem passos criteriosos. São várias as estratégias empregadas para conseguir que o fármaco adquira as propriedades qualificadas. O primeiro processo é de síntese; o segundo é de engenharia de cristais, porque geralmente o princípio ativo farmacêutico é um pó cristalino. O desafio é gerar um pó com características físico-químicas e cristalográficas adequadas. “A pureza química é controlada rotineiramente, mas não a forma polimórfica ou cristalográfica. Como consequência, o princípio ativo pode não produzir o efeito terapêutico esperado”, lamenta a pesquisadora.

O Departamento de DST, Aids e Hepatites Virais do Ministério da Saúde estima que 718 mil pessoas vivam com Aids/HIV no Brasil. “Estamos pensando na qualidade de vida desses pacientes. Às vezes, achamos que a redução de um comprimido com dose de 600 mg para um de 300 mg é pouco, mas para um paciente que tem de tomar um coquetel de 19 medicamentos significa muito”, esclarece Silvia. O projeto utiliza fármacos que já existem no mercado, e os futuros testes e aprovações podem ser mais rápidos. “Uma vez comprovado que estamos atingindo a biodisponibilidade exigida com a nova formulação, isso levaria a um processo via Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa)  para aprovação do produto. É um procedimento que julgo demandar menos tempo e que seria mais factível de ser aprovado. Principalmente porque já conhecemos a farmacologia e farmacocinética do produto. Vamos ter de mostrar que a biodisponibilidade é a mesma, mas com menor dose”, pontua.

A pesquisa desenvolvida por Silvia Cuffini mostra como o Brasil pode alcançar níveis de independência muito maiores em relação à produção de fármacos no país. “Estamos desenvolvendo conhecimentos que não estavam disponibilizados antes para a indústria farmacêutica. Esses resultados serão importantes para a comunicação - como artigos em nível internacional, mostrando que temos qualidade na pesquisa e estamos transferindo os conhecimentos para laboratórios farmacêuticos, que finalmente beneficiarão os pacientes”, conclui.

Fotografia da pesquisadora Silvia Lucia

Pesquisa: Desenvolvimento de novas formas cristalinas de princípios ativos farmacêuticos para melhorar suas propriedades físico-químicas e sua biodisponibilidade para o tratamento de Aids/HIV

Autora: Silvia Lucia Cuffini

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CUFFINI, S.L.; ELLENA, J.F.; MASCARENHAS, Y.P.; AYALA, A.P.; SIELSER, H.W.; MENDES FILHO, J.; MONTI, G.A.; AIASSA, V. ; SPERANDEO, N.R. Physicochemical characterization of deflazacort: thermal analysis, crystallographic and spectroscopic study. Steroids, v.72, n.3, p. 261–269, mar. 2007.

PAULINO, A. S.; RAUBER, G.; CAMPOS, C. E. M.; CUFFINI, S.L. et al. Dissolution enhancement of deflazacort using hollow crystals prepared by antisolvent crystallization process. European Journal of Pharmaceutical Sciences, v. 49, n. 2, p. 294–301, 13 maio 2013.

PAULINO, A. S.; RAUBER, G. S.; CAMPOS, C. E.M.; CUFFINI, S.L. et al. Hollow crystal anti-solvent preparation process as a promising technique to improve dissolution of poorly soluble drugs. Journal of Crystal Growth, v. 366, p. 76–81, 1º mar. 2013.

Como integrar a nanotecnologia à produção de fármacos?

Fotografia com vários tubos de laboratório

Nanopartículas de ouro (vermelhas) e sílica (contendo corante azul) em suspensão na água

Nanopartículas em terapia do câncer

Desenho esquemático que mostra a atuação de nanopartículas


Nota-se na figura que há maior acúmulo dos fármacos associados a nanopartículas no tecido tumoral que no normal, em comparação com fármacos não associados. Estes são capazes de penetrar tanto no tecido normal (causando acentuado efeito colateral), quanto no tecido tumoral. Sua permanência no tecido doente é muito baixa, diminuindo a eficiência do tratamento.

A resposta de Dayane Batista Tada, graduada em Química pela Universidade de São Paulo (USP) e professora adjunta do ICT, é objetiva. “Queremos um fármaco baseado em material nanoparticulado (átomos e moléculas manipulados em escala nanométrica), cuja atividade seja bem conhecida e com informações suficientes para nos manter no controle de sua ação no sistema biológico.”

O projeto, iniciado em 2012, é financiado pelo programa Jovem Pesquisador - Fapesp e tem como alvo a terapia do melanoma metastático – câncer de pele em estágio avançado que se dissemina para outros órgãos do corpo humano. Dayane afirma que para o melanoma simples há grandes chances de cura, mas em situação de metástase o índice de morte é alto:  segundo dados do Instituto Nacional do Câncer (Inca), em 2010 ocorreram 1507 mortes em função desse tipo de câncer.

Estudos sobre a nanopartícula evidenciaram que sua penetração no tecido tumoral é muito eficiente. Durante os anos que se seguiram a 2003, início dos estudos realizados pela pesquisadora com nanopartículas, observou-se que existia falta de informação sobre a interação da nanopartícula com as células. Os testes eram feitos e os estudos interrompidos ao longo do caminho.

“De onde vem a falha? Fiquei com essa dúvida. E dependendo de como o material se comunica com a célula, se ele entra na célula ou não, ou se a célula reconhece o material como organismo estranho, o fármaco perde o efeito terapêutico. Surgiu então a ideia de estudar mais profundamente como se dá essa relação. Preciso do fármaco em material nanoparticulado, mas preciso ter o controle de sua ação”, explica.

O domínio sobre o fármaco em nanopartículas permitiria que a droga levada ao local alvo sofresse menores interferências do meio externo, se espalhasse menos e causasse menos reações adversas ao paciente. “A dose indicada seria diminuída e o tempo de tratamento também – isso seria o resultado do projeto. Os ensaios ainda não serão realizados em humanos, mas já têm sido realizados em cobaias. O fármaco, associado a uma nanopartícula, poderá tornar-se um novo fármaco, mais eficiente. Ele é a nanopartícula em si, mas com maior atividade terapêutica”, pontua. A colaboração com o projeto, que é interdisciplinar, provém de docentes tanto da Unifesp como da USP, de diversas áreas do conhecimento como Física, Matemática, Biomedicina, Química e Bioquímica. Enquanto a pesquisadora realiza os estudos e experimentos no laboratório, os colaboradores aplicam técnicas de suas respectivas áreas para qualificação da pesquisa.

O grande diferencial do projeto, além da interação desses novos compostos com o sistema biológico, é a tentativa de buscar um tratamento eficaz para o paciente com melanoma. “Eu sonho em obter uma terapia eficiente para esse tipo de melanoma, desejo que haja um medicamento que dê chance de sobrevivência ao paciente ou, pelo menos, de prolongamento da vida”, finaliza Dayane.

Fotografia da pesquisadora Dayane Tada

Pesquisa: Desenvolvimento de fármacos baseados em materiais nanoparticulados
Jovem Pesquisador Fapesp

Autora: Dayane Tada

Artigo relacionado: TADA, Dayane B.; SURANITI, Emanuel; ROSSI, Liane M.; LEITE, Carlos A.P.; OLIVEIRA, Carla S.; TUMOLO, Tathyana C.; CALEMCZUK, Roberto; LIVACHE, Thierry; BAPTISTA, Mauricio S. Effect of lipid coating on the interaction between silica nanoparticles and membranes. Journal of Biomedical Nanotechnology, California: American Scientific Publishers, v.10, n.3, p. 519-528, mar. 2014. Disponível em: < http://dx.doi.org/10.1166/jbn.2014.1723 >.

 

Sakuranetina e óleos essenciais no combate às doenças pulmonares

Fotografia de planta Baccharis retusa, com foco nas folhas

A sakuranetina, substância usada no estudo sobre doenças pulmonares, é extraída da planta Baccharis retusa

No âmbito do programa de pós-graduação de Biologia Química do Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas – Campus Diadema, desenvolve-se uma pesquisa financiada pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), que tem como principal objetivo avaliar a ação de substâncias derivadas de plantas em modelos experimentais, com enfoque no combate às doenças pulmonares crônicas e agudas.

Responsável pela condução do estudo, Carla Máximo Prado é professora adjunta do instituto e coordena um grupo formado por alunos de mestrado e de iniciação científica e pelos seguintes colaboradores: João Henrique Ghilardi Lago, docente vinculado à mesma unidade, e Milton de Arruda Martins, médico e titular da Faculdade de Medicina da USP. “Aqui nós temos um núcleo de docentes muito heterogêneo, que vêm de diferentes áreas, com diferentes expertises. Começamos a discutir o que poderíamos desenvolver juntos e como essas áreas poderiam se integrar”, comenta Carla.

As doenças pulmonares afetam a vida de inúmeros seres humanos. O fumo aparece como a principal causa de doenças crônicas do pulmão, seguida pelos fatores que causam irritação, como poluentes e poeira. Falta de ar para atividades corriqueiras, acompanhada de tosse, por exemplo, pode ser sinal de que algo não está bem no pulmão.

A pesquisa é embasada na indução de doenças pulmonares, como o enfisema pulmonar, a asma e a lesão pulmonar aguda, em camundongos – modelos experimentais. Os modelos simulam as doenças em seres humanos. Os testes acontecem com aplicação de diferentes substâncias em todos os animais. “Em um trabalho avaliamos certa substância na asma; no outro, a ação dessa mesma substância sobre o enfisema ou lesão pulmonar aguda”, explica a pesquisadora.

Tais substâncias, que hoje fazem parte do projeto, foram anteriormente estudadas e, após a comprovação de seu potencial de atividade antioxidante e anti-inflamatória, foram aprovadas para dar início às pesquisas com o enfoque que se tem hoje. “Não foram substâncias selecionadas aleatoriamente e que resolvemos testar. A escolha de todos os materiais dependeu de estudos prévios com embasamento científico”, pontua Carla.

Um dos objetivos da pesquisa é demonstrar que os fitoterápicos constituem boa saída para doenças que não possuem tratamento adequado, como a síndrome do desconforto respiratório agudo e o enfisema. “Temos que explorar fármacos oriundos de plantas que estão presentes na nossa flora, utilizar algo que está dentro do nosso território, dentro do país, para - de repente - produzir um fármaco”, argumenta.

A sakuranetina, que é encontrada em grande quantidade na planta Baccharis retusa, possui efeito antioxidante forte e mostrou ser similar ao corticosteroide, medicamento já usado para tratamento da asma, que não produz efeito em  parte dos pacientes, principalmente os mais graves. “Em cada doença a sakuranetina tem um mecanismo de ação, mas - de forma geral - inibe a liberação de mediadores inflamatórios. Ou seja, de citocinas que vão induzir a resposta inflamatória.”

São também estudados três óleos essenciais que apresentam diferença na estrutura química, com a hidroxila (OH) em posições alteradas. Esses trabalhos visam correlacionar a estrutura e a função biológica dos compostos.

“Para dar embasamento à pesquisa, primeiro se induz a doença, no caso da asma,  no dia 0 (zero); repete-se a indução no dia 14, e a partir do dia 15 em diante já é possível saber se esse animal tem inflamação no pulmão. Assim utilizamos um enfoque terapêutico. Não adianta dar o remédio ao animal antes de ele desenvolver a doença. Não adianta aconselharmos as pessoas na rua a usarem a sakuranetina de forma preventiva: ‘Olhe, tome sakuranetina que é bom e previne a asma’. A ideia é que ela seja usada para pessoas que já tenham a doença”, informa Carla sobre a metodologia.

A redução dos efeitos adversos que os medicamentos comuns causam aos pacientes é o ponto principal da pesquisa, especialmente em relação aos asmáticos. E quanto às outras patologias, o objetivo fica por conta de alcançar uma nova estratégia terapêutica. “Tentamos fazer experimentos para mostrar os efeitos de outras drogas tanto com o intuito de curar como de tentar impedir que aquela lesão continue”, finaliza.

Seis fotomicrografias de pulmão de animais

Polimorfismo e eficácia terapêutica

Estas fotomicrografias de pulmão de animais com lesão pulmonar aguda experimental, induzida por lipopolissacarídeos, mostra o efeito profilático e terapêutico da sakuranetina, composto isolado da planta Baccharis retusa, que mostrou ser um potente anti-inflamatório para o pulmão. Pode-se observar que nas figuras A a D estão representadas as fibras colágenas, que estão aumentadas em quantidade no animal doente (B) em relação ao seu controle saudável (A).  O mesmo pode-se observar nas figuras E e F, que mostram intensa inflamação no lavado bronco-pulmonar. Nota-se que tanto o tratamento profilático quanto o terapêutico reduziram as células inflamatórias e a deposição de fibras colágenas no pulmão, contribuindo assim para a melhora da função pulmonar destes animais.

 
Fotografia da pesquisadora Carla Prado

Pesquisa: Efeitos do tratamento com substâncias isoladas de plantas em diferentes modelos experimentais de inflamação pulmonar em camundongos

Autora: Carla Prado

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Publicado em Edição 02