Ciência e Tecnologia

Nanotecnologia de DNA pode ajudar na criação de novos medicamentos

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No dia 5 de abril de 2022, cientistas da Universidade de Copenhague, na Dinamarca, divulgaram uma nova tecnologia. A ferramenta é capaz de multiplicar por mais de “um milhão de vezes” a velocidade de produção das novas vacinas e outros medicamentos farmacêuticos.

A tecnologia consegue fazer isso ao minimizar exponencialmente os custos de materiais e energia, diminuindo as moléculas pesquisadas rotineiramente a uma escala nano, através da nanotecnologia de DNA.

A pesquisa foi publicada na revista Nature Chemistry e aponta que mais de 40 mil moléculas podem ser sintetizadas e analisadas dentro de “uma área menor do que uma cabeça de alfinete”.

Para isso, o método usa bolhas, parecidas com as de sabão, como nanorrecipientes destinados a misturar os “ingredientes”.

O pesquisador sênior do projeto, Nikos Hatzakis, professor da Universidade de Copenhague, compara a economia de recursos ao uso de “um litro de água e um quilo de material em vez de todo o volume de água de todos os oceanos para toda a massa do Monte Everest”.

A tecnologia que ajudará a desenvolver novos medicamentos

Foto: Reprodução

A nova tecnologia é resultado de uma pesquisa que envolve a integração de disciplinas aparentemente díspares, como bioquímica sintética, nanotecnologia, síntese de DNA, química combinatória e aprendizado de máquina.

Essa descoberta foi nomeada como “fusão de nanocontêiner lipídico combinatório de partícula única com base na fusão mediada por DNA”, ou pela abreviatura SPARCLD. Os resultados da tecnologia são fornecidos em sete minutos.

Para explicar o funcionamento das matrizes de alta densidade de nanocontêineres, uma das autoras do artigo, Mette G. Malle, afirma que:

“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”, conclui.

Tecnologia pode potencializar ação de medicamentos em 2 mil vezes

Foto: Reprodução

Outra pesquisa envolvendo medicamentos foi realizada por cientistas da Universidade de Illinois, nos EUA. O estudo abordou como potencializar a ação de determinados remédios e, com isso, poder desenvolver novos medicamentos, tratamentos e encontrar cura para algumas doenças.

De acordo com os pesquisadores, essa possibilidade pode se tornar realidade através de uma reação conhecida entre os químicos como “Metilação Mágica”.

A reação potencializadora

Foto: Reprodução

Segundo Robert F. Service, do site Science Mag, a metilação mágica é uma reação química em que átomos de hidrogênio são removidos e substituídos por átomos de compostos do grupo metilo. Isso faz com que as moléculas dos medicamentos mudem de forma e interajam mais facilmente com os alvos biológicos sobre os quais devem agir.

O problema é que as moléculas que compõem os medicamentos costumam apresentar um “esqueleto”. Ele é formado por átomos de carbono, que criam um anel ou uma haste e inúmeros atomozinhos de hidrogênio ligados a cada carbono. Para criar fármacos, átomos específicos dessas estruturas precisam ser removidos e substituídos pelos de outros elementos químicos.

No caso das “metilas mágicas”, elas consistem em um átomo de carbono ligado a 3 de hidrogênio. Para introduzi-las nas moléculas que formam os medicamentos, pode ser necessário que um “esqueleto” inteiro seja construído.

Isso porque as ligações entre o carbono e o hidrogênio estão entre as mais fortes e estáveis entre as moléculas orgânicas, o que dificulta a remoção de átomos individuais sem destruir todo o esqueleto.

Por isso, os cientistas foram observar como a organização e formação de moléculas ocorre na natureza. De acordo com eles, as alterações químicas acontecem por meio de enzimas que atuam sobre o esqueleto das moléculas. Desse modo, apenas uma ligação C-H se aproxima do local catalítico da enzima – a partir do qual a reação acontece. 

Como cada enzima costuma agir sobre uma molécula específica e, caso precise promover a reação com uma molécula diferente, é necessário que uma nova enzima entre em ação.

Por isso, os pesquisadores procuraram um reagente que agisse de forma seletiva como as enzimas, mas que fosse geral. Eles criaram um catalisador à base de manganês, que promove a substituição do hidrogênio pelo oxigênio em moléculas de nitrogênio e outros elementos. 

A equipe utilizou estruturas moleculares similares às que formam os fármacos e, além do catalisador, também foram usados aditivos químicos para que a reação da metilação mágica acontecesse.

Depois da troca do hidrogênio pelo oxigênio, o catalisador capturou um grupo metila do reagente, o trimetilalumínio, e o substituiu pelo O removido da molécula. 

Essa reação foi repetida em 41 esqueletos de carbono e hidrogênio diferentes. Entre eles, 16 eram estruturas similares às moléculas utilizadas na produção de medicamentos.

O sucesso do teste provou que esse é um método muito mais barato e rápido para fazer modificações moleculares.

Fonte: Tecmundo

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