Notícia

Modelo matemático prediz concentração de drogas no cérebro

Fonte

Universidade Leiden

Data

quinta-feira, 19 dezembro 2019 10:10

Áreas

Farmacodinâmica. Farmacologia. Modelagem Matemática.

Os medicamentos chegam na quantidade certa no ponto certo do cérebro? Ao criar um modelo que descreve nosso cérebro em pequenos ‘blocos cerebrais’, a estudante de doutorado Esmée Vendel, da Universidade Leiden, nos Países Baixos, tenta encontrar uma resposta para essa pergunta. Seu novo modelo matemático tridimensional prevê a concentração de medicamentos no cérebro ao longo do tempo e no espaço.

Alvo no cérebro

“O sucesso dos medicamentos destinados ao cérebro ainda é limitado até hoje”, diz Esmée Vendel. Os cientistas ainda não entendem o suficiente sobre a complexidade do nosso cérebro e como um medicamento se distribui dentro dele. Juntamente com seus professores orientadores, a doutoranda desenvolveu um modelo matemático que pode prever a concentração de drogas no cérebro. ‘Nosso modelo é novo em seu gênero porque descreve a propagação de uma droga no tempo e no espaço. Dessa forma, diferentes processos de distribuição de medicamentos podem ser levados em consideração. ‘

Segundo Esmée Vendel, saber exatamente como e em que quantidades um medicamento se espalha no cérebro é essencial para o desenvolvimento de novos medicamentos. “Se um medicamento não estiver suficientemente presente no local de destino, como um tumor cerebral local, o efeito desejado não ocorrerá”, explica a pesquisadora. E se o medicamento estiver presente em quantidades muito grandes, podem ocorrer (mais) efeitos colaterais. Além disso, pode haver diferenças locais no cérebro, geralmente como resultado de uma doença. Isso é difícil porque essas diferenças influenciam a distribuição espacial de uma droga e, portanto, o seu efeito.

Blocos cerebrais

Por razões práticas e éticas, é difícil acessar o cérebro humano para realizar experimentos. O novo modelo matemático  é uma maneira segura de descobrir mais. O modelo é baseado nos chamados blocos cerebrais. “Um pequeno bloco cerebral é uma representação abstrata de uma parte de tecido cerebral”, explica a pesquisadora. Ela pode ser vista como uma espécie de bloco de construção, no qual ela descreve matematicamente os menores vasos sanguíneos do cérebro, os capilares cerebrais e o fluido cerebral fora das células.

Nesse bloco cerebral, um medicamento se divide ao atravessar primeiro a barreira hematoencefálica dos vasos sanguíneos, após o que se espalha ainda mais através do fluido extracelular do cérebro e se liga a seus alvos. “Ao vincular vários desses blocos como blocos de construção, você pode descrever uma parte maior do cérebro”, explica Vendel. “E dando a certos blocos cerebrais propriedades diferentes das outras, você pode até estudar o efeito de variações espaciais dentro do cérebro”.

Modelo personalizado

Os processos e propriedades espaciais do cérebro podem diferir de um medicamento ou paciente para outro e mudar como resultado de uma doença. Ao considerar o cérebro formado de modo abstrato por blocos, o modelo pode ser refeito para se adaptar a cada paciente e situação.

A pesquisa constrói uma ponte entre duas disciplinas, usando técnicas matemáticas para entender melhor os processos farmacológicos.  “O modelo de unidade cerebral 3D é o primeiro deste tipo e acredito que, com nosso modelo, estabelecemos uma base sólida para a descrição da propagação de medicamentos em nosso cérebro”, concluiu Esmée Vendel.

Acesse o resumo da pré-publicação do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Leiden (em inglês).

Fonte: Universidade Leiden. Imagem: Freepik.

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