Notícia

Como os segredos do ‘urso d’água’ podem melhorar medicamentos que salvam vidas, como a insulina

Fonte

UCLA | Universidade da Califórnia em Los Angeles

Data

sexta-feira, 7 outubro 2022 17:30

Áreas

Biologia. Bioquímica. Biotecnologia. Farmacologia. Indústria Farmacêutica. Microbiologia. Química Medicinal. Saúde Pública. Vacinas.

O tardígrado, um animal microscópico atarracado, também conhecido como ‘urso d’água‘, pode sobreviver em ambientes onde a sobrevivência parece impossível. Demonstrou-se que os tardígrados suportam extremos de calor, frio e pressão – e até mesmo o vácuo do espaço – entrando em um estado de animação suspensa e revitalizando-se, às vezes décadas depois, sob condições melhores.

Pensando nisso, a Dra. Heather Maynard, professora de Química e Bioquímica da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA), imaginou que se ela pudesse entender o mecanismo por trás dessa preservação extraordinária, poderia usar o conhecimento para melhorar os medicamentos para que eles permaneçam potentes por mais tempo e sejam menos vulneráveis ​​aos desafios ambientais típicos, ampliando o acesso e beneficiando a saúde humana.

Acontece que um dos processos que protegem os tardígrados é estimulado por uma molécula de açúcar chamada trealose, comumente encontrada em seres vivos, de plantas a micróbios e insetos, alguns dos quais a usam como açúcar no sangue. Para alguns organismos selecionados, como o urso d’água e a planta da ressurreição, que podem reviver após anos de metabolismo quase zero e desidratação completa, o poder estabilizador da trealose é o segredo de sua força sobrenatural.

Com essa visão, a Dra. Heather Maynard desenvolveu um polímero baseado no açúcar. Seu polímero, chamado poli(metacrilato de trealose), ou pTrMA, na verdade parece melhorar a natureza em sua capacidade de tornar as drogas mais robustas à devastação do tempo e da temperatura.

“Achamos que se a trealose pode estabilizar organismos inteiros, isso a torna um estabilizador muito bom”, disse a professora Heather Maynard, que também é diretora associada de Tecnologia e Desenvolvimento do California NanoSystems Institute da UCLA. “No entanto, não era esperado que nosso polímero superasse a trealose.”

Com apoio e orientação do UCLA Innovation Fund, um programa projetado para facilitar a comercialização de terapias de propriedade da UCLA e outras tecnologias relacionadas à saúde, a Dra. Heather Maynard e sua equipe optaram por investigar os efeitos do pTrMA na insulina, um ‘medicamento essencial’ que muitas pessoas com diabetes injetam diariamente para controlar a glicemia.

Quando expostas ao calor ou agitadas demais, as proteínas da insulina podem se aglomerar de maneira que obstruem as agulhas, tornam o medicamento menos eficaz ou até mesmo provocam uma reação prejudicial das defesas naturais do corpo. Como resultado, a insulina deve ser manuseada com cuidado e transportada em compartimentos refrigerados.

Assim, se a insulina permanecesse estável por mais tempo sem refrigeração, o custo do medicamento poderia ser reduzido, tornando a logística mais barata. E uma vida útil estendida reduziria tanto o desperdício do medicamento quanto as situações potencialmente perigosas em que a insulina vencida fornece uma dose inadequada. Mais do que isso, a insulina pode se tornar acessível a alguns locais remotos que atualmente estão fora do alcance do transporte refrigerado.

Uma série de estudos liderados pela professora Maynard nos últimos três anos demonstrou o potencial do pTrMA. Um estudo recente publicado na revista científica ACS Applied Materials & Interfaces descobriu que o polímero preservou insulina em temperaturas de quase 93^oC – perto do ponto de ebulição da água – e por quase um ano de armazenamento refrigerado, com 87% do medicamento restante intacto, em comparação com menos de 8% da insulina sem o polímero. Experimentos de laboratório sobre a segurança do pTrMA mostraram que ele não desencadeou uma resposta imune em camundongos.

Um estudo de 2021 mostrou que a insulina com pTrMA tem uma viscosidade baixa o suficiente para ser injetada com segurança, e uma pesquisa de 2020 demonstrou que uma versão de pTrMA projetada para degradar dentro do corpo manteve a capacidade de estabilizar a insulina.

Uma descoberta inicial, de 2014, de que o pTrMA realmente funciona melhor do que a trealose como agente preservante não foi a única surpresa agradável ao longo do caminho. A equipe da professora Maynard normalmente projeta polímeros para serem quimicamente ligados a moléculas de drogas, mas no caso do pTrMA, eles descobriram que é igualmente eficaz misturado com moléculas de insulina sem ligações químicas.

A Dra. Heather Maynard suspeita que o polímero tenha potencial para uso mais amplo.

“Os polímeros de trealose estabilizam uma ampla gama de proteínas e enzimas. As vacinas são uma possibilidade, e achamos que os polímeros podem ser uma tecnologia de plataforma aplicada a uma variedade de diferentes medicamentos de base biológica”, destacou a pesquisadora.

Se o polímero desenvolvido obtiver sucesso em novos estudos como estabilizador seguro, medicamentos que salvam vidas podem se tornar mais baratos e disponíveis em mais lugares. E a pesquisadora agradecerá à Natureza e ao urso d’água, quase indestrutível.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade da Califórnia em Los Angeles (em inglês).

Fonte: UCLA. Imagem: Tardígrado. Fonte: Vicky Madden & Bob Goldstein, Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill via Flickr.

Em suas publicações, o Canal Farma da Rede T4H tem o único objetivo de divulgação científica, tecnológica ou de informações comerciais para disseminar conhecimento. Nenhuma publicação do Canal Farma tem o objetivo de aconselhamento, diagnóstico, tratamento médico ou de substituição de qualquer profissional da área da saúde. Consulte sempre um profissional de saúde qualificado para a devida orientação, medicação ou tratamento, que seja compatível com suas necessidades específicas.