Uma nova ferramenta acelera o desenvolvimento de vacinas e outros produtos farmacêuticos em mais de 1 milhão de vezes, minimizando os custos.
Em busca de agentes farmacêuticos, como novas vacinas, a indústria escaneia rotineiramente milhares de moléculas candidatas relacionadas. Uma nova técnica permite que isso ocorra em escala nano, minimizando o uso de materiais e energia. O trabalho foi publicado na revista Nature Chemistry.
Mais de 40.000 moléculas podem ser sintetizadas e analisadas dentro de uma área menor que uma cabeça de alfinete. O método, desenvolvido por meio de um esforço de pesquisa altamente interdisciplinar na Dinamarca, promete reduzir drasticamente as quantidades de material, energia e custo econômico para as empresas farmacêuticas.
O método funciona usando bolhas semelhantes a sabão como nano-recipientes. Com a nanotecnologia de DNA, vários ingredientes podem ser misturados dentro dos recipientes.
“Os volumes são tão pequenos que o uso de material pode ser comparado ao uso de um litro de água e um quilograma de material em vez de todos os volumes de água em todos os oceanos para testar o material correspondente a toda a massa do Monte Everest. economia sem precedentes de esforço, material, mão de obra e energia”, diz o chefe da equipe Nikos Hatzakis, professor associado do Departamento de Química da Universidade de Copenhague.
“Economizar infinitamente [em] quantidades de tempo, energia e mão de obra seria fundamentalmente importante para qualquer desenvolvimento de síntese e avaliação de produtos farmacêuticos”, diz Ph.D. A estudante Mette G. Malle, principal autora do artigo e atualmente pesquisadora de pós-doutorado na Universidade de Harvard, EUA.
Resultados em apenas sete minutos
O trabalho foi realizado em colaboração entre o Grupo Hatzakis, da Universidade de Copenhague, e o Professor Associado Stefan Vogel, da Universidade do Sul da Dinamarca. O projeto foi apoiado por uma doação do Centro de Excelência da Fundação Villum. A solução resultante é denominada “fusão de nanocontêiner lipídico combinatório de partícula única com base na fusão mediada por DNA” – abreviado SPARCLD.
O avanço envolve a integração de elementos de disciplinas normalmente bastante distantes: bioquímica sintética, nanotecnologia, síntese de DNA, química combinatória e até aprendizado de máquina, que é uma disciplina de IA (inteligência artificial).
“Nenhum elemento em nossa solução é completamente novo, mas eles nunca foram combinados de forma tão perfeita”, explica Nikos Hatzakis.
O método fornece resultados em apenas sete minutos.
“O que temos é muito próximo de uma leitura ao vivo. Isso significa que é possível moderar a configuração continuamente com base nas leituras, agregando valor adicional significativo. Esperamos que isso seja um fator chave para a indústria que deseja implementar a solução”, diz Mette G. Malle.
‘Tive que manter as coisas em segredo’
Os pesquisadores individuais do projeto têm várias colaborações no setor, mas não sabem quais empresas podem querer implementar o novo método de alto rendimento.
“Tivemos que manter as coisas em segredo, pois não queríamos arriscar que outros publicassem algo semelhante antes de nós. Assim, não poderíamos nos envolver em conversas com a indústria ou com outros pesquisadores que possam usar o método em várias aplicações”, diz Nikos Hatzakis.
Ainda assim, ele pode citar algumas aplicações possíveis:
“Uma aposta segura seria que tanto a indústria quanto os grupos acadêmicos envolvidos na síntese de moléculas longas, como polímeros, poderiam estar entre os primeiros a adotar o método. O mesmo vale para ligantes de relevância para o desenvolvimento farmacêutico. Uma beleza particular do método [é ] que pode ser integrado ainda mais, permitindo a adição direta de um aplicativo relevante.”
Aqui, exemplos podem ser cadeias de RNA para a importante ferramenta de biotecnologia CRISPR, ou uma alternativa para triagem e detecção e síntese de RNA para futuras vacinas pandêmicas.
“Nossa configuração permite integrar SPARCLD com leitura pós-combinatória para combinações de reações proteína-ligante, como aquelas relevantes para uso em CRISPR. Só que ainda não conseguimos resolver isso, pois queríamos publicar nossa metodologia primeiro.”
Publicado em 07/04/2022 07h10
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