Pesquisa abre perspectivas na busca de biomarcadores para transtorno bipolar-Unicamp

Análises de sangue revelam que proteína
é encontrada em menor nível em pacientes

MARIA ALICE DA CRUZ

O transtorno afetivo bipolar (TAB), doença do campo da psiquiatria, acomete de 1% a 3% da população mundial, de acordo com dados da Organização Mundial de Saúde (OMS). Um estudo desenvolvido durante doutorado da pesquisadora Alessandra Sussulini, do Instituto de Química (IQ) da Unicamp, a partir de amostras de sangue de 50 indivíduos (25 pacientes, 25 controles) abre caminho na busca de possíveis biomarcadores para a doença ao conseguir diferenciar – com base na análise de proteínas, lipídios e metais – não somente pacientes com TAB de indivíduos-controle, mas, também, aqueles pacientes tratados com lítio daqueles tratados com outras drogas.

A partir da utilização de tecnologia de ponta empregando ressonância magnética nuclear de prótons e espectrometria de massas, disponível no IQ e na Alemanha, onde realizou parte do doutorado sanduíche, Alessandra revelou que a proteína apolipoproteína A-I, relacionada ao metabolismo de lipídios, é encontrada em menor nível em pacientes com transtorno bipolar e em proporção ainda menor naqueles que não utilizam o lítio, droga predominante no tratamento. O trabalho original, segundo a pesquisadora, abre novas perspectivas para o entendimento da patofisiologia do transtorno e para a busca de biomarcadores. De acordo com o orientador da tese no IQ, Marco Aurélio Zezzi Arruda, alguns lipídios e outros metabólitos já foram reportados em trabalho recentemente publicado no periódico Analytical Chemistry, referente à parte inicial da tese de Alessandra.

Orientada pelos professores Marco Aurélio Zezzi Arruda (Departamento de Química Analítica - IQ) e Cláudio Banzato (Faculdade de Ciências Médicas), na Unicamp, desenvolvida em colaboração com os professores Walter Stühmer (Instituto Max Planck de Medicina Experimental, Göttingen) e Sabine Becker (Centro de Pesquisas de Jülich), na Alemanha, e financiada pela Fapesp, Alessandra também observa, na tese, uma distinção nos perfis ionômicos ao comparar indivíduos do grupo controle e os pacientes com transtorno afetivo bipolar a partir das análises das amostras de soro. Ela acrescenta que os diferentes tratamentos (utilizando lítio ou não) também proporcionaram alterações no perfil ionômico das amostras.

Além da apolipoproteína A-I, a pesquisadora identificou diferenças entre os grupos de pacientes estudados também em relação à transtiretina e à alfa-1-antitripsina, que são proteínas de fase aguda. Ela explica que, ao comparar o comportamento dessas proteínas com o descrito na literatura para pacientes esquizofrênicos, observou-se que a transtiretina tem variação diferencial em seus níveis, nos dois casos. Quanto aos metais, a pesquisa levanta uma diferenciação em termos de metais ligados a proteínas de soro. Segundo ela, foram identificadas oito proteínas diferentes contendo metais ligados, destacando-se a apolipoproteína A-I, a transtiretina e a vitronectina, que haviam sido identificadas previamente nas análises proteômicas por apresentarem alterações em suas expressões.

“Ainda não podemos dizer que a apolipoproteína A-I seja um biomarcador definitivo. É necessário ser realizado um estudo com um maior número de amostras, mas é um potencial biomarcador a ser investigado em estudos futuros e mais avançados”, explica.

Qualidade de vida

Alessandra traz uma novidade para a literatura com uma pesquisa de ponta que teve origem numa preocupação pessoal de usar a química para contribuir com o avanço da medicina na busca de proporcionar melhor qualidade de vida a pessoas que convivem com a realidade do transtorno bipolar.

A convivência com pessoas que vivenciam o problema e o contato com as técnicas de espectrometria de massas foram a motivação para o desenvolvimento da pesquisa. Alessandra enfatiza que a doença não mobiliza apenas o paciente, mas todas as pessoas a sua volta. “É uma forma de aplicar o conhecimento desenvolvido na Universidade na sociedade”, declara.

Para o co-orientador Cláudio Banzato, do Departamento de Psiquiatria da FCM da Unicamp, a tese representa um estudo avançado, com resultados consistentes entre si e abre perspectivas de estudos para a elucidação dos mecanismos patofisiológicos do TAB, assim como compreensão do mecanismo de atuação das drogas utilizadas atualmente. “Mas estamos olhando bem de longe ainda. A Alessandra obteve resultados muito interessantes sobre o que acontece no nível molecular com esses pacientes. A esperança é que isso ilumine um pouco os futuros estudos e também nos faça entender melhor por qual via os remédios funcionam. Temos de estudar grupos maiores, com controles mais rigorosos para poder dizer até que ponto tais proteínas são candidatas a biomarcadores. Isso significa estudar inclusive pacientes antes de quaisquer tratamentos e discriminar melhor os diversos regimes medicamentosos”, explica Banzato.

As diferenças encontradas entre os pacientes no estudo, segundo o psiquiatra, são interessantes por darem pistas sobre possíveis mecanismos associados ao surgimento do transtorno ou ao tratamento. “Digamos que seja um passo inicial, modesto e ainda assim importante na direção de buscarmos futuros biomarcadores. Descobrimos algumas alterações que valem a pena investigar melhor”, enfatiza Banzato.


Banzato explica que o repertório terapêutico psiquiátrico para tratar o TAB inclui o lítio e outros estabilizadores de humor, que têm se apresentado eficientes no tratamento, porém, com diversos efeitos colaterais. O lítio, segundo o médico, além de utilizado para tratamento de episódios de mania e depressão, tem atuação na prevenção dos mesmos, sobretudo da mania.

A doença

De acordo com Banzato, a doença é um transtorno mental grave, muitas vezes incapacitante e se caracteriza por fases de depressão e fases de mania. Na fase de depressão, a pessoa apresenta tristeza e desânimo, incapacidade de sentir prazer nas atividades que antes apreciava, às vezes inclusive ideias de morte. E nas fases de mania (termo técnico da psiquiatria), o paciente experimenta exaltação do humor, expansividade, euforia ou irritabilidade, energia além do normal, podendo realizar gastos excessivos ou se expor de forma inadvertida a inúmeros riscos.

Muitas vezes, o paciente apresenta diversos episódios de depressão e é diagnosticado como tendo um transtorno depressivo recorrente. Mais adiante, por apresentar um episódio de mania, o diagnóstico é modificado para transtorno afetivo bipolar. Isso tem consequências importantes em termos da escolha de estratégias terapêuticas. O esperado, segundo ele, é que depois de uma fase a pessoa tenha uma recuperação e volte a seu nível de funcionamento normal. “Nem sempre isso acontece, mas esse é nosso objetivo.”

fonte:http://www.unicamp.br/unicamp/unicamp_hoje/ju/abril2010/ju458_pag02.php

Menor e mais eficiente

Nova formulação de fármaco contra Aids pode facilitar o tratamento para crianças e idosos
Foto:Grânulos formados por aglomerados de microesferas de quitosana contendo o fármaco didanosina


Yuri VasconcelosEdição Impressa 167 - Janeiro 2010

No lugar de um comprimido grande e difícil de engolir, alguns grânulos bem menores contendo o mesmo fármaco encapsulado em microesferas. Essa foi a saída tecnológica de um grupo de pesquisadores da Faculdade de Engenharia Química (FEQ) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). A solução poderá tornar mais eficiente o tratamento de Aids no país, principalmente entre pacientes idosos e crianças. Trata-se de uma formulação farmacêutica inédita do fármaco didanosina (DDI), largamente usado no combate à doença. O novo produto ainda em estágio experimental é formado por bolinhas de um milímetro (mm) de diâmetro com capacidade de aderir à mucosa do intestino. Elas são compostas de um aglomerado com centenas de microesferas de quitosana, um polímero natural obtido a partir do esqueleto de crustáceos como camarão, caranguejo e lagosta. Dentro dessas microesferas encontra-se encapsulado o fármaco antirretroviral didanosina.

A nova forma farmacêutica e o seu processo de produção já renderam ao grupo de pesquisadores um pedido de patente, depositado em 2007 no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI) com validade no exterior via Tratado para Cooperação em Patentes (PCT na sigla em inglês). A próxima etapa do estudo, de acordo com a engenheira química Maria Helena Andrade Santana, professora que coordenou os trabalhos, deverá ser a realização de testes em humanos, última etapa antes de o produto estar pronto para ser comercializado. A didanosina, um fármaco fabricado por laboratórios farmacêuticos nacionais, faz parte do coquetel antirretroviral administrado a pacientes com infecção em estágio avançado pelo vírus da imunodeficiência humana (HIV). Sua função é inibir a replicação do HIV. Tomado por via oral, na forma de comprimidos distribuídos pelo SUS, o medicamento apresenta o inconveniente de ser grande demais, em torno de um centímetro, o que dificulta a ingestão por crianças e idosos, prejudicando a adesão ao tratamento. A fim de prevenir que seja degradado quando exposto ao pH ácido do estômago, o fármaco é administrado em comprimidos tamponados, que contêm substâncias, como o hidróxido de magnésio, que lhe conferem essa proteção. O uso do tampão aumenta expressivamente seu tamanho, tornando difícil sua deglutição. Quebrar o comprimido, por sua vez, pode causar a desativação do fármaco, que deve chegar intacto ao intestino, onde será absorvido pelo organismo.

As principais vantagens do produto desenvolvido no Laboratório de Desenvolvimento de Processos Biotecnológicos da FEQ-Unicamp são a redução do tamanho do medicamento, a adesão à parede do intestino e a liberação gradativa do fármaco. “O medicamento que nosso grupo desenvolveu é um grânulo que, em vez de ser composto pelas moléculas livres dos ingredientes, contém embutidos na sua matriz esferas micrométricas (dois micrômetros) de quitosana com a didanosina encapsulada no seu interior”, explica Maria Helena. “O nosso produto é fácil de deglutir e, para que o paciente ajuste a dose, no lugar de quebrá-lo, basta contar o número de grânulos a serem ingeridos. Isso facilita a terapia para crianças e idosos.” Segundo ela, já existe um antirretroviral à base de didanosina revestido com polímero gastrorresistente que assegura a proteção do fármaco. Acontece que ele não pode ser partido – por exemplo, para fracionar a dose do remédio – porque quando isso ocorre as arestas criadas ficam desprotegidas. “Esses grânulos são caros e importados e são distribuídos restritamente na rede pública para pacientes com HIV-Aids.”

Uma vantagem adicional da nova formulação, cuja pesquisa integrou o doutorado do engenheiro químico Classius Ferreira da Silva, e o mestrado da farmacêutica Patrícia Severino, ambos na FEQ, é a liberação gradual e controlada da didanosina, o que aumenta a eficiência de absorção do fármaco pela mucosa do intestino e torna o tratamento mais eficaz. “Nossos grânulos são capazes de encapsular e liberar de modo mais lento e controlado o composto ativo do medicamento”, diz Maria Helena. Resultados experimentais a partir de ensaios com cachorros mostraram que a liberação da didanosina ocorreu num período longo, de 36 horas, e que a quantidade de fármaco absorvida pelo organismo neste tempo é o dobro quando comparado com os comprimidos convencionais e grânulos comerciais. Os autores do estudo destacam, ainda, que os grânulos de quitosana podem ser revestidos com polímeros gastrorresistentes, de forma a protegerem a atividade de compostos ativos sensíveis ao pH do estômago.

Outro diferencial da patente é o processo de fabricação da formulação. Durante os estudos em laboratório, a produção avançou em relação às suas variáveis operacionais, tornando-a passível de escalonamento e de aplicação no setor industrial. O processo envolve tanto a produção das micropartículas que encapsulam o fármaco como os grânulos mucoadesivos. Inicialmente, o composto ativo é encapsulado em micropartículas de quitosana, em dispersão aquosa. Em seguida, essas partículas são separadas por centrifugação e removido o meio aquoso. As partículas úmidas são secas e a própria quitosana é adicionada à massa para produção dos grânulos.

Liberação gradual – Um estudo de farmacocinética, que é o tempo de permanência da droga na corrente sanguínea, desses grânulos foi realizado durante o mestrado de Patrícia Severino com apoio da professora Teresa Dalla Costa, da Faculdade de Farmácia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), e mostrou a superioridade dos grânulos em relação ao comprimido revestido comercial. “Com isso será possível reduzir a frequência de administração do fármaco e, provavelmente, a dose”, diz Maria Helena. Segundo a pesquisado­ra, em função da associação de suas três propriedades – proteção do fármaco ou ingrediente ativo, liberação gradual e direcionamento específico para a mucosa intestinal –, esses grânulos poderão ser usados para outras aplicações nas áreas farmacêutica, médica e veterinária, além da produção do medicamento antirretroviral.

A etapa final de desenvolvimento do novo medicamento, essencial para sua comercialização, depende do estabelecimento de uma parceria com uma indústria farmacêutica que se encarregue da realização dos ensaios clínicos em humanos, complexos e principalmente caros para serem realizados no âmbito da universidade. “Repassar a tecnologia para uma empresa interessada é a nossa ideia, mas ainda não temos negociações em andamento”, diz Maria Helena.

O projeto

Caracterização do revestimento polimérico e farmacocinética in vivo de grânulos contendo micropartículas de quitosana incorporando didanosina

Modalidade

Auxílio Regular a Projeto de Pesquisa

Co­or­denadora

Maria Helena Andrade Santana – Unicamp

Investimento

R$ 57.632,50 (FAPESP)

Fonte:http://revistapesquisa.fapesp.br/?art=4038&bd=1&pg=1&lg=

Pesquisas desvendam funções de proteínas presentes em venenos de cobras

ISABEL GARDENAL

É sabido que o veneno de serpentes é uma mistura complexa de componentes orgânicos e inorgânicos. Duas pesquisas de doutorado, concebidas no Instituto de Biologia (IB) e no Instituto de Química (IQ) da Unicamp, chegaram a algumas revelações sobre proteínas presentes no veneno da jararaca e da cascavel, as quais poderão ter diversas aplicações. Estes estudos, ainda que preliminares, já fornecem um panorama para o entendimento de algumas funções, com a caracterização de proteínas que podem levar inclusive ao desenvolvimento de fármacos.

A pesquisa do IB, por exemplo, encontrou nas proteínas fosfolipases A2 uma possível aplicação de compostos polifenólicos de plantas sobre a ação tóxica do veneno da cascavel. O trabalho apontou que essas fosfolipases, submetidas ao tratamento com compostos naturais derivados de cumarinas, reduziram o seu efeito inflamatório, a agregação plaquetária, a miotoxidade, a citotoxicidade e a neurotoxicidade. Sua autora vislumbra o emprego de compostos polifenólicos sintéticos em ações biológicas para que os efeitos medicamentosos possam ser melhor explorados.

Por outro lado, a pesquisa do IQ chegou à caracterização da proteína BJ8 pela técnica da cristalografia. Esta proteína demonstrou uma capacidade incomum de conduzir à agregação plaquetária, ou seja, à coagulação sanguínea. No estudo, o veneno da cascavel mostrou um efeito neurotóxico e da jararaca hemorrágico, o que permite fazer um prognóstico: uma futura aplicação terapêutica nos problemas de distúrbios neurológicos e de coagulação. Além disso, pela primeira vez observou-se uma molécula de um lisofosfolipídeo presa à proteína, indicando um novo papel como carregador de moléculas.

Ambos os trabalhos se entrelaçam não somente por fazerem abordagem a partir do veneno de serpentes, atuando como pesquisa básica, mas também porque confirmam a necessidade cada vez maior de realizar estudos colaborativos, envolvendo diferentes institutos e diferentes instituições, sem falar no uso de técnicas destacadas como a cristalografia que impulsionam ainda outros estudos.

Estudos abrem perspectiva
para a produção de fármacos

Um passo que pode colaborar para o desenvolvimento futuro de novos fármacos que tenham ação neurológica e na coagulação sanguínea foi dado pelo químico Marcelo Leite dos Santos. Estudando o veneno de serpentes da fauna brasileira em sua tese de doutorado, defendida no Instituto de Química (IQ) e orientada pelo professor Ricardo Aparicio, o doutorando resolveu a estrutura de importantes proteínas por meio da Cristalografia por Difração de Raios X, uma das técnicas mais difundidas para a caracterização de macromoléculas que permite avaliar a forma da proteína e a organização espacial dos aminoácidos que a compõem. Santos conseguiu, por exemplo, caracterizar a BJVIII, uma proteína que tem potencial para levar à coagulação sanguínea.

Os dois principais resultados da pesquisa foram obtidos a partir da proteína extraída e purificada do veneno da serpente Bothrops jararacussu, popularmente conhecida como jararaca, e da serpente Crotalus durissus cascavella, a cascavel. Caracterizando a proteína BJVIII do veneno da Bothrops jararacussu, Santos deteve-se na sua incomum capacidade de agregação plaquetária (coagulação sanguínea), o que não era esperado para essa classe de proteínas em experimentos de bioquímica.

Entender a estrutura da proteína, expõe Aparicio, ajuda a avaliar as razões que podem explicar o seu funcionamento. O veneno, no caso, não é constituído somente por proteínas. Envolve uma complexa mistura de componentes. A serpente injeta este verdadeiro “coquetel” de constituintes orgânicos e inorgânicos na vítima, causando profundos danos aos tecidos, com iminência de necrose e mesmo de morte. Dentre os principais componentes do veneno estão as enzimas fosfolipases A2 que, em contato com os tecidos do organismo, provocam uma série de reações. Uma delas consiste em induzir coagulação sanguínea na vítima, fato que motivou esta investigação, pois esta atividade biológica não estava de todo esclarecida no caso da BJVIII.

O trabalho foi guiado com a proteína já separada das demais, após ter sido isolada do veneno. Esta purificação da proteína de interesse foi feita graças à colaboração do biólogo Fábio Henrique Ramos Fagundes, aluno de doutorado orientado pelo professor da Unesp Marcos Hikari Toyama, que mantém uma parceria com o Instituto de Biologia (IB) da Unicamp.

Toyama e Fagundes trabalharam tentando entender por que isso acontecia, lançando mão de alguns tipos de técnica. O grupo do IQ dedicou-se à parte da estrutura para chegar aos indícios de “como” isso ocorre. A parte de estudo do veneno das serpentes, diz Fagundes, foi bem fundamentada, sobretudo após observar-se que alguns efeitos poderiam ser usados com fins terapêuticos. Exemplo disso reflete o captopril, um hipotensivo usado comercialmente e que é sintetizado artificialmente com alterações. Antigamente, o captopril era extraído do veneno de serpentes para atuar como fármaco. “Hoje, estudamos as inúmeras proteínas do veneno e seus efeitos, tanto proteínas ligadas à neurotoxicidade quanto aquelas que causam hemorragia e mesmo as que acabam levando à coagulação sanguínea, como é o caso da BJVIII”, expressa Santos.

Efeitos adversos

Os venenos de cascavéis são conhecidos como crotálicos e os de jararacas como botrópicos, e diferem significativamente por provocar reações muito distintas na vítima. Os sinais e sintomas de uma pessoa envenenada por uma cascavel são díspares de outra que foi envenenada pela jararaca. No caso do veneno da cascavel, o efeito principal é neurotóxico, sendo o sintoma mais notório a pálpebra caída. A vítima está exposta ainda ao risco de sofrer uma parada respiratória, visto que o veneno bloqueia o sinal que deveria ir para a parte muscular. Normalmente, a pessoa morre por asfixia, ao serem bloqueados os impulsos nervosos que seguem para os músculos da respiração.

Santos, por outro lado, explica que o veneno da Bothrops jararacussu possui um efeito hemorrágico. Assim sendo, a vítima acaba tendo uma necrose de tecido, destruição do músculo e hemorragia, que às vezes leva à morte. “A vítima pode ainda apresentar perda de membros”, informa Santos. No caso específico deste veneno, existe uma fração proteica que tem um efeito que causa a hemorragia e uma outra fração que causa a coagulação sanguínea. “São efeitos opostos provocados por duas proteínas muito parecidas em sua sequência de aminoácidos.”

Avaliando tais efeitos biológicos, Santos se interessou por desvendar o porquê de uma proteína ocasionar coagulação sanguínea e inferiu que ela poderia apontar para alguma terapêutica relacionada a problemas de coagulação sanguínea. Para ele, esta seria uma visão prática para ancorar melhor a compreensão do mecanismo de funcionamento destas proteínas.

No caso da fosfalipase A2 de cascavel, conforme Santos, foi avaliado o efeito do tratamento químico com um produto natural chamado naringina, um flavonoide amplamente encontrado nos citrus. Com este produto, alterava-se a estrutura dessa proteína e a sua função também, percebendo-se elevada atividade bactericida desta fosfolipase de cascavel. “Era capaz de destruir a membrana celular por quebrar fosfolipídeos de membranas”, constata.

Após o tratamento químico com a naringina, verificou-se que a atividade bactericida foi diminuída e quase inibida por total. Em outras palavras, a mesma proteína, depois de tratada, não mais destruía a membrana da bactéria. “Empregamos uma técnica complementar, chamada Espalhamento de Raios X a Baixos Ângulos (SAXS), para avaliar as modificações na proteína”, conta o químico.

Aparicio esclarece que entender tais processos pode, mesmo que não de imediato, colaborar para o desenvolvimento de novos fármacos. “Marcelo obteve resultados importantes que adicionam mais uma peça num intrincado quebra-cabeça. As estruturas obtidas permitiram formular novas hipóteses sobre o mecanismo pelo qual a fosfolipase de jararaca, BJVIII, exibia um inesperado efeito de agregação plaquetária.”

O propósito de estudar as duas proteínas, complementa Fagundes, emergiu do efeito de agregação plaquetária. Além disso, proteínas de serpente vêm sendo estudadas para bloqueio de sinais sobre os quais não se tem controle, em distúrbios neurológicos nos quais há passagem de um sinal muito amplificado. “Desta forma, os mecanismos de ação destas fosfolipases poderiam ser úteis na busca de algum mecanismo de bloqueio de transmissão nervosa indesejada nos sistemas biológicos.”

Carregadoras moleculares

De acordo com Santos, no caso da fosfolipase de jararaca, a BJVIII, verificou-se que existia uma molécula chamada ácido lisofosfatídico ancorada no sítio ativo, uma região importante da proteína. O curioso nesta descoberta foi que pela primeira vez notou-se uma molécula de um lisofosfolipídeo presa a uma proteína deste tipo. Isso sugere que o achado está ligado a um novo papel de ação dessa proteína, que atua como carregadora de moléculas que podem sinalizar para um efeito farmacológico.

Atribuiu-se, a partir desse estudo, o efeito de coagulação sanguínea e o efeito de agregação plaquetária não à proteína BJVIII, como se pensava antes, e sim à molécula que estava presa dentro da proteína para ser liberada somente no momento adequado, onde esta molécula iria atuar nas plaquetas induzindo a agregação plaquetária e iniciando a cascata da coagulação.

A função de uma proteína, por exemplo uma enzima, está diretamente relacionada ao modo como seus átomos se organizam em três dimensões. As proteínas são moléculas muito grandes – centenas ou milhares de átomos – formadas por pequenas unidades, chamadas aminoácidos, que se encaixam um após o outro numa sequência determinada por DNA, permanecendo unidos como se fosse um “fio”. Com os 20 aminoácidos comumente encontrados na natureza, os organismos vivos são capazes de gerar um número enorme de combinações.

Esse “fio” de aminoácidos se retorce de modo a gerar a estrutura tridimensional da proteína, na qual aminoácidos, inicialmente distantes na sequência, podem acabar ficando muito próximos quando vistos em três dimensões. Normalmente, dentre centenas de aminoácidos, apenas alguns poucos são responsáveis pela ação da proteína e, por isso, conhecer sua estrutura com precisão é essencial para entender seu funcionamento.


Quando os estudos de Santos foram iniciados, já existiam estudos farmacológicos utilizando várias técnicas que mostravam que esta determinada proteína que se classifica como a fosfolipase era capaz de atuar induzindo a agregação plaquetária. Acreditava-se que, em geral, a própria proteína teria potencial para fazer uma reação química e provocar mudanças que levariam a este efeito de agregação.

Em particular, Santos observou que não era bem assim. “O que a gente consegue observar, olhando a estrutura da molécula e da proteína, como um todo, é que há uma outra molécula pequenininha sempre ligada a esta proteína. Uma das novidades do trabalho está nessa nova hipótese de que a fosfolipase tem condições de atuar como um transportador de outras moléculas pequenas.” No caso da serpente, quando ela produz o veneno, também produz essa pequena molécula (muito pouco solúvel em água) que entra dentro da proteína. “A proteína do veneno transporta esta molécula que, uma vez liberada, é capaz de induzir a agregação plaquetária, relacionada à coagulação sanguínea, formação de coágulos na circulação e morte da vítima por embolia”, assinala Aparicio.

O complexo proteico

A Cristalografia por Difração de Raios X é hoje a principal técnica de escolha para determinar a estrutura das proteínas. Nela, as moléculas de proteínas são forçadas a se encaixarem de um modo muito bem ordenado – um cristal. Expondo os cristais aos raios X, consegue-se obter com precisão a posição dos átomos, revelando a estrutura proteica. Pode-se cristalizar a proteína sozinha ou junto com moléculas menores, que interagem com ela formando um “complexo proteico”. A Unicamp, através do Laboratório de Biologia Estrutural e Cristalografia (Labec) do IQ, implantado por Aparício e colaboradores em 2004, está entre as poucas instituições do país a oferecer infraestrutura e as capacidades necessárias para determinar estruturas de proteínas.

Além de sua importância em pesquisa básica, a cristalografia é essencial ao desenvolvimento de drogas. Elas geralmente são moléculas pequenas projetadas para se “encaixar” nas proteínas, interferindo em sua ação dentro da célula viva. Havendo um composto inicial, candidato à droga, e usando como guia estruturas de complexos proteicos, os átomos da molécula pequena podem ser modificados para aumentar sua atividade sobre a proteína de interesse.

A cristalografia pode ainda ser utilizada na determinação da estrutura das próprias moléculas pequenas sem a presença de proteínas, informação muito importante durante o estabelecimento de rotas para a síntese orgânica de compostos com atividade biológica.


Nessa direção, um importante adicional ao parque instrumental do IQ está em fase de aquisição com recursos do projeto temático da Fapesp “Biologia química: novos alvos moleculares naturais e sintéticos contra o câncer. Estudos estruturais, avaliação biológica e modo de ação”, coordenado pelo professor do IQ Ronaldo Aloise Pilli. O projeto deve desenvolver compostos com atividade contra o câncer. O novo equipamento, um difratômetro para monocristais de última geração, auxiliará na determinação da estrutura de pequenas moléculas e nos estudos de sua interação com proteínas. (Isabel Gardenal)

fonte:http://www.unicamp.br/unicamp/unicamp_hoje/ju/abril2010/ju457_pag0607.php

Drug Delivery

Recomendo esse site do Universidade Federal de Santa Catarina que discorre sobre essa área linda da química,engenharia,física,farmária e afins na busca de dispositivos de liberação controlada de fármacos.
Mostra que o futuro está nas mãos daqueles que sabem que um dia o mesmo virá,e se adequam a ele.

http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/drug_delivery.html

FEM-Unicamp desenvolve cimento ósseo

JEVERSON BARBIERI

Pesquisa conduzida no Laboratório de Biomateriais e Biomecânica da Faculdade de Engenharia Mecânica (Labiomec-FEM) por Mariana Motisuke foi responsável pelo desenvolvimento de um cimento ósseo à base de [alfa]-fosfato tricálcico, cuja principal aplicação é o preenchimento de defeitos faciais ocasionados por acidentes ou doenças congênitas. Esse material, cujo processo de preparo e fabricação foi totalmente desenvolvido em laboratório utilizando matérias-primas nacionais, garante uma redução de custos muito grande, em comparação com os produtos importados. “Após a purificação da matéria-prima, da caracterização e de todo o processo de preparação, concluímos que se trata de uma produção que não é muito dispendiosa”, afirmou Motisuke. Portanto, o processo traz grandes vantagens quando se pensa em uma aplicação clínica, que é um dos próximos passos do desenvolvimento desse material.

Os ensaios biológicos em animais apontaram resultados muito positivos, uma vez que o material foi bem-aceito pelo organismo e também auxiliou na formação de um novo tecido ósseo. “Creio que a grande contribuição do meu trabalho é trazer uma redução nos custos de produção de um material utilizado na medicina e na odontologia, desenvolvendo uma tecnologia 100% nacional”, atestou Motisuke.

Segundo a pesquisadora, que foi orientada pela professora Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia e recebeu financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), o material, chamado cimento de fosfato de cálcio apresenta composição química muito semelhante ao tecido ósseo. Sua grande vantagem é não ocasionar resposta inflamatória severa e rejeição por parte do organismo depois de implantado. De acordo com Motisuke, ele apresenta algumas alterações em sua composição química com o intuito de melhorar as propriedades biológicas e ter uma resposta in vivo mais eficiente. “Os fosfatos de cálcio são materiais biocompatíveis que permitem e conduzem o crescimento normal de ossos e dentes, mas as modificações foram feitas para melhorar ainda mais a resposta biológica frente ao implante e, assim, acelerar a fase de regeneração óssea”, ressaltou.

Resistência
Quando um novo biomaterial está sendo desenvolvido para substituir um determinado tecido do corpo humano, ele precisa adaptar-se às propriedades do mesmo, seja em composição, seja em morfologia ou mesmo em propriedades mecânicas. Se o biomaterial for mais mole do que o tecido ósseo e tiver uma resistência mecânica baixa, a partir de qualquer impacto o paciente verá o implante falhar. Ao contrário disso, se for mais duro também trará danos porque certamente machucará os tecidos adjacentes. Portanto, é necessário que tenha uma propriedade mecânica similar ao tecido ósseo humano. No caso específico desse cimento, Motisuke explicou que ele possui uma resistência mecânica um pouco abaixo do ideal e, por esse motivo, sua aplicação fica restrita à face, porque é um local que não recebe muita solicitação mecânica.

A pesquisadora disse também que existem alguns estudos in vivo feitos pelo grupo da professora Zavaglia em conjunto com a Sociedade Brasileira de Pesquisa e Assistência para Reabilitação Craniofacial (Sobrapar) e com o Departamento de Morfologia da Faculdade de Odontologia da Universidade Paulista Júlio de Mesquita Filho (Unesp). Neles, os materiais desenvolvidos no laboratório são fornecidos para realização de testes em animais, com o objetivo de avaliar a biocompatibilidade, a bioatividade e a taxa de reabsorção in vivo.

De acordo com Motisuke, os resultados obtidos até agora foram muito bons, uma vez que o material foi bem-aceito pelo organismo e também auxiliou na formação de um novo tecido ósseo. “Foram feitos testes preliminares para verificar a biocompatibilidade e a ausência de resposta inflamatória, com o intuito de averiguar se o material não é rejeitado pelo organismo. Tivemos uma resposta muito interessante e muito positiva da implantação”, contou a pesquisadora.

Um segundo passo será analisar o tempo que leva para ocorrer a formação de um novo tecido ósseo a partir do implante e, também, do tempo que o material leva para ser degradado. Outra vantagem desse cimento é que ele é reabsorvido pelo organismo, ou seja, conforme um novo tecido ósseo cresce, o produto vai sendo degradado naturalmente e, portanto, não há a necessidade, após o tempo de tratamento, de uma nova intervenção cirúrgica para que ele seja retirado.

No entanto, Motisuke chama a atenção para a necessidade de estudos sobre a taxa de degradação. Para existir a formação de um novo tecido com propriedades satisfatórias o material não pode se degradar muito rápido que não dê tempo de guiar o crescimento de um novo tecido ósseo e nem demorar muito a ponto de atrapalhar o crescimento e o desenvolvimento deste novo tecido. “Tem que existir uma taxa de crescimento e uma taxa de degradação que ocorram em conjunto, com uma variação bem parecida”, analisou a pesquisadora.


Estudos começaram ainda na graduação

Pertencer a uma família de pesquisadores e possuir um grande interesse pela área de biomateriais foram fatores decisivos para que Motisuke iniciasse sua pesquisa com cimento ósseo desde a sua graduação. “Conheci a professora Cecília, que me mostrou o material que vinha sendo desenvolvido até então no laboratório, e também recebi a informação de que no Brasil não tínhamos muitas pesquisas nessa área”, contou a pesquisadora. Além disso, por ser engenheira química de formação, Motisuke disse que sempre teve a preocupação de desenvolver um produto com tecnologia nacional, de baixo custo, e que tivesse fácil acesso à população e isso a motivou a prosseguir na área.

O contato desde a iniciação científica colaborou bastante porque dentro do desenvolvimento de qualquer pesquisa existe um processo de aprendizado muito intenso. Ela revelou que essa fase inicial foi muito interessante porque aprendeu muito sobre as técnicas de caracterização, sobre os processos pelos quais acontecia o desenvolvimento dos cimentos de fosfatos de cálcio e como eram feitas as pesquisas no laboratório. Assim, quando iniciou o doutorado ela já tinha uma boa experiência. “Pude então direcionar meus estudos para o desenvolvimento de um novo material”, explicou Motisuke.

Com relação ao futuro, a pesquisadora afirmou que vai continuar nessa área de pesquisa, realizando estudos na parte biológica e também na utilização desse material na prototipagem rápida – técnica de produção de peças por impressão em 3D. Uma das frentes é aplicar esse cimento e outros produzidos pelo laboratório na prototipagem rápida para conseguir fazer um implante sob medida para cada paciente e conseguir ter propriedades melhoradas e formas mais complexas, inclusive com um controle mais preciso da porosidade para que, futuramente, este material possa ser utilizado de maneira satisfatória na engenharia tecidual.