A química "click-to-release" torna as bombas de iões adequadas para medicamentos de grandes dimensões
Medicamentos no local certo, no momento certo: terapia localizada em vez de sistémica do cancro
Anúncios
Como é que um medicamento pode ser libertado ou ativado exatamente onde e quando é necessário no organismo? Para muitos tratamentos, em particular na terapia do cancro, o ideal seria que o composto ativo actuasse apenas num local específico. No entanto, na prática, os medicamentos são distribuídos por todo o corpo: a doença é local, mas a terapia é sistémica, com pouco controlo espacial ou temporal.
Da esquerda para a direita: Hannes Mikula, Johannes Bintinger, Nikolaus Poremba, Andreas Löffler, Patrick Keppel, Sebastian Hecko, Marle E. J. Vleugels
© TU Wien / Barbara Sohr
Os investigadores da TU Wien deram agora um importante passo tecnológico ao combinarem bombas de iões electrónicas com a chamada química "click-to-release". As bombas de iões podem fornecer pequenas moléculas carregadas a pedido com elevada precisão, mas até agora estavam limitadas a compostos relativamente pequenos. A nova abordagem ultrapassa esta limitação: em vez de transportar o fármaco propriamente dito, são fornecidas pequenas "tesouras químicas" que libertam fármacos previamente imobilizados diretamente no local alvo. Isto permite, pela primeira vez, o controlo eletrónico preciso da libertação de fármacos para uma gama muito mais vasta de terapêuticas. Já foram registadas várias patentes e a tecnologia "iontronic click-to-release" foi agora publicada na revista Nature Communications.
Bombas de iões: libertação de moléculas com o premir de um botão
"Quando um medicamento é tomado por via oral ou injetado, espalha-se por todo o corpo. Apenas uma pequena fração, cerca de um milionésimo, chega ao local onde é realmente necessário, por exemplo, às células tumorais", afirma Johannes Bintinger, do Instituto de Química Sintética Aplicada da TU Wien, que liderou o projeto.
As bombas de iões, originalmente desenvolvidas na Universidade de Linköping, na Suécia, oferecem uma solução. Trata-se de pequenos dispositivos electrónicos que se destinam a ser implantados diretamente no corpo. No interior do dispositivo, uma membrana selectiva de iões e um potencial elétrico aplicado permitem que as moléculas carregadas sejam transportadas e libertadas de forma controlada e resolvida no tempo, diretamente no local do implante. Desta forma, a libertação de substâncias pode ser controlada com precisão com o premir de um botão.
"No entanto, existe uma limitação fundamental", explica Sebastian Hecko (TU Wien), primeiro autor do estudo. "As bombas de iões não são adequadas para todas as moléculas. Só podem transportar compostos eletricamente carregados abaixo de um determinado tamanho".
Isto exclui muitos fármacos importantes, em especial biomoléculas grandes como as proteínas, que são demasiado volumosas para atravessar a membrana. "É aqui que entra em jogo a segunda parte da nossa investigação", diz Johannes Bintinger: "a química do click-to-release".
Click-to-release: ativação precisa no local de destino
A química "click-to-release" é um conceito da química bio-ortogonal. Refere-se a reacções altamente selectivas entre parceiros moleculares especificamente concebidos que se processam sem interferir com outras moléculas do organismo.
Nesta abordagem, as moléculas de fármacos são ligadas a um depósito local através de ligantes químicos cliváveis e permanecem imobilizadas. "Apenas uma molécula desencadeadora adequada pode quebrar esta ligação e libertar o fármaco no local desejado. É exatamente este o princípio que combinamos com a bomba de iões: em vez de transportarmos o fármaco propriamente dito, fornecemos uma pequena molécula desencadeadora que cliva seletivamente os conjugados de fármacos imobilizados localmente. Isto permite um controlo preciso do momento e da dose de libertação do fármaco", explica Hannes Mikula (TU Wien).
"Conseguimos demonstrar que as bombas de iões podem ser utilizadas para controlar eletronicamente a libertação dessas moléculas de desencadeamento com elevada precisão", afirma Sebastian Hecko. "Isto permite-nos determinar exatamente quando e quanto fármaco é libertado no local alvo. Ao fazê-lo, integrámos funcionalmente duas tecnologias complementares e combinámos os seus respectivos pontos fortes."
Terapia local direcionada em vez de exposição sistémica
Uma vez que os medicamentos são activados precisamente onde são necessários, podem ser suficientes doses significativamente mais baixas, o que reduz consideravelmente os efeitos secundários. Isto é particularmente relevante para os doentes com doenças localizadas, que muitas vezes ainda recebem terapias sistémicas como a quimioterapia.
"Uma única gota pode conter muito mais de um medicamento do que o necessário para várias semanas de tratamento do cancro", afirma Johannes Bintinger. "Ao mesmo tempo, a bomba de iões controlada eletronicamente permite uma regulação precisa da libertação do medicamento. Alguns medicamentos são mais eficazes quando administrados numa determinada altura do dia. Com uma bomba de iões, isto é simples, ao passo que com métodos convencionais, como comprimidos ou infusões, é praticamente impossível".
O estudo, realizado por investigadores da TU Wien, da Universidade de Linköping e da Universidade Médica de Graz, demonstra, através de experiências com células vivas, que o novo método é altamente preciso e fiável. Estão agora planeados mais estudos para fazer avançar a tecnologia para a aplicação clínica. "Há muitas aplicações médicas potenciais", afirma Johannes Bintinger. "O nosso objetivo é traduzir esta tecnologia em soluções terapêuticas concretas."
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Hecko, S., Vleugels, M. E., Bayer, C., Byun, D., Hörberg, M. E., Poremba, N., ... & Bintinger, J. (2026). Iontronic click-to-release enables electrically controlled delivery of drugs and biomolecules beyond charge and size limitations. Nature Communications.
Outras notícias do departamento ciência
