Um medicamento com três ingredientes ativos que são liberados em seqüência em momentos específicos está sendo desenvolvido por uma equipe da Universidade Técnica de Munique (TUM). O que já foi o sonho de um farmacologista está agora muito mais próximo da realidade. Com uma combinação de hidrogéis e DNA artificial, as nanopartículas podem ser liberadas em seqüência sob condições semelhantes às do corpo humano.
Está se tornando muito mais comum os pacientes serem tratados com vários medicamentos tomados em intervalos fixos – uma limitação que dificulta a vida diária dos pacientes e aumenta o risco de doses perdidas.
Oliver Lieleg, professor de biomecânica e membro da Escola de Bioengenharia de Munique na TUM, e doutoranda Ceren Kimna, desenvolveram um processo que pode servir de base para medicamentos que contêm vários princípios ativos que os liberam de forma confiável em um ambiente pré-definido. seqüência em horários especificados. “Por exemplo, uma pomada aplicada a uma incisão cirúrgica poderia liberar a medicação para a dor primeiro, seguida por um antiinflamatório e depois uma droga para reduzir o inchaço”, explica Oliver Lieleg.
Um ingrediente ativo após o outro
“Pomadas ou cremes liberando seus ingredientes ativos com um atraso de tempo não são novos em si mesmos”, diz Oliver Lieleg. Com as drogas atualmente em uso, no entanto, não há garantia de que dois ou mais ingredientes ativos não serão liberados no organismo simultaneamente.
Para testar o princípio por trás de sua ideia, Oliver Lieleg e Ceren Kimna usaram nanômetros de prata, óxido de ferro e partículas de ouro embutidos em um hidrogel. Eles usaram um método espectroscópico para rastrear a saída das partículas do gel. As partículas selecionadas pelos pesquisadores têm características de movimento semelhantes dentro do gel para as partículas usadas para transportar ingredientes ativos reais, mas são mais fáceis e baratas de fazer.
O ingrediente especial que controla as nanopartículas é o DNA artificial. Na natureza, o DNA é, acima de tudo, o portador da informação genética. No entanto, os pesquisadores estão cada vez mais explorando outra propriedade: a capacidade dos fragmentos de DNA de serem combinados com grande precisão, tanto em termos dos tipos de ligações quanto de sua força, por exemplo, para construir máquinas em escala nanométrica.
A cascata de DNA: comprimir e depois liberar no instante certo
As partículas de prata foram liberadas primeiro. No estado inicial, as partículas foram unidas por fragmentos de DNA projetados por Lieleg e Kimna usando um software especial. Os aglomerados de partículas resultantes são tão grandes que são incapazes de se mover no hidrogel. No entanto, quando uma solução salina é adicionada, eles se separam do DNA. Agora eles podem se mover no gel e derivar para a superfície. “Como a solução salina tem aproximadamente a mesma salinidade do corpo humano, conseguimos simular condições em que os ingredientes ativos não seriam liberados até que a medicação fosse aplicada”, explica Ceren Kimna.
A estrutura de DNA em forma de malha que envolve as partículas de óxido de ferro consiste em dois tipos de DNA: o primeiro tem uma extremidade presa às partículas de óxido de ferro. O segundo tipo é anexado às extremidades soltas do primeiro tipo. Essas estruturas não são afetadas pela solução salina. As partículas de óxido de ferro só podem ser liberadas quando os primeiros aglomerados se dissolverem. Esse evento libera não apenas as nanopartículas de prata, mas também o DNA, que elimina o “DNA de conexão” do segundo cluster sem formar conexões em si. Como resultado, as partículas de óxido de ferro podem se separar. Isso libera fragmentos de DNA que, por sua vez, atuam como a chave para a terceira combinação de nanopartículas de DNA.
“A consistência das pomadas faz deles a solução mais óbvia para uma abordagem baseada em hidrogel. No entanto, este princípio também tem o potencial de ser usado em comprimidos que podem liberar vários ingredientes eficazes no corpo em uma ordem específica”, explica o Prof. Lieleg. .
Publicado em 05/07/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-07-artificial-dna-ingredients-drugs.html
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