Notícia

Supercomputador rastreia drogas para arritmias cardíacas críticas

Fonte

Universidade da Califórnia em San Diego

Data

terça-feira, 19 maio 2020 14:20

Áreas

Bioinformática. Desenvolvimento de Fármacos. Doenças Cardíacas.

A morte por parada cardíaca súbita ganha destaque na imprensa quando atinge atletas. Mas também provoca a maioria das mortes por causas naturais nos EUA, estimadas em 325.000 por ano.

Segundo a Cleveland Clinic, o sistema bioelétrico do coração fica confuso durante o processo. O mau funcionamento pode fazer com que os batimentos cardíacos saiam do controle, suprimindo o sangue para o corpo e para o cérebro. O que é diferente de um ataque cardíaco, causado por um bloqueio das artérias do coração. Os principais fatores de risco para parada cardíaca súbita são a existência de casos anteriores e a presença de doença cardíaca. Outro fator de risco são os efeitos colaterais de medicamentos, que podem causar arritmias mortais.

Usando supercomputadores, cientistas desenvolveram pela primeira vez uma maneira de rastrear drogas através de suas estruturas químicas para o tratamento de arritmias induzidas.

“O que nos propusemos a fazer era tentar resolver esse problema através da construção de um pipeline baseado em computador para a triagem”, disse a Dra. Colleen Clancy, professora do Departamento de Fisiologia e Biologia de Membranas e do Departamento de Farmacologia da Escola de Medicina da Universidade da Califórnia em Davis, nos Estados Unidos. A Dra. Clancy foi co-autora de um estudo sobre o pipeline computacional de triagem de cardiotoxicidade de medicamentos, cujos resultados foram publicados na revista científica Circulation Research.

“A principal novidade do esquema é que encontramos uma maneira de conectar a escala atomística a escalas funcionais de nível superior, como função proteica, função celular, e em nossos modelos simulados de nível de tecido, podemos calcular os gradientes espaciais e temporais da atividade elétrica naquelas partes simuladas de tecido. Essa é uma aproximação do eletrocardiograma que é medido na clínica. Podemos fazer uma comparação direta entre o eletrocardiograma no tecido simulado e os eletrocardiogramas de pacientes que usaram esses medicamentos”, explicou a pesquisadora.

Até o início dos anos 2000, o motivo pelo qual a maioria dos medicamentos foi removida do mercado após a aprovação do FDA foi a cardiotoxicidade na forma de arritmia mortal. Em 2005, o FDA exigiu um teste separado para todos os medicamentos. Ele mediu o tempo médio entre as ondas Q e T em um eletrocardiograma, um registro dos batimentos cardíacos. O prolongamento do intervalo QT tornou-se uma bandeira vermelha para a cardiotoxicidade de drogas. Mas um problema é que algumas substâncias inofensivas, como suco de toranja, também prolongam o intervalo QT, e usá-lo como referência para arritmia cardíaca pode significar a perda de medicamentos potencialmente úteis e seguros.

Os dois medicamentos escolhidos no estudo prolongaram o intervalo QT. Um deles, o dofetilide, é um agente pró-arrítmico conhecido. O outro, o moxifloxacino, tem um forte perfil de segurança em humanos saudáveis. “Não há como distinguir essas duas classes. Foi o que pudemos mostrar no processo computacional”, explicou a Dra. Clancy.

A partir da química das interações medicamentosas com um alvo, os cientistas usaram essas informações para prever a vulnerabilidade à pró-arritmia por meio de uma abordagem de aprendizado de máquina baseada em dados de simulação em computador em várias escalas.

A Dra. Clancy e colegas escolheram o canal de potássio hERG no coração como alvo da droga na primeira etapa de seu estudo computacional. O hERG medeia a atividade elétrica do coração, e as empresas farmacêuticas geralmente avaliam se um medicamento pode bloqueá-lo.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade da Califórnia em San Diego (em inglês).

Fonte: Jorge Salazar, Universidade da Califórnia em San Diego. Imagem: Taquicardia supraventricular. Fonte: Dr. Michael Rosengarten, via Wikimedia Commons.

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