Researchers have discovered a way to be able to design efficient medicines by giving the compound a correct 3D orientation which is important for its biológico atividade.
O avanço na área da saúde depende da compreensão da biologia de um doença, developing techniques and medicines for correct diagnosis and finally, treatment of the disease. After many decades of research scientists have gained an understanding of complex mechanisms which are involved in a particular disease which has led to many novel discoveries. But there are still several challenges that we face when it comes to finding and developing a new drug which would offer a novel way of treatment. We still have no medicamentos or methods to combat many diseases. The journey from first discovering a potential drug and developing it is not only complex, time-consuming and expensive but sometimes even after years of study there are poor outcomes and all hard work goes in vain.
Baseado em estrutura design de drogas agora é uma área potencial em que o sucesso foi alcançado para novos medicamentos. Isso tem sido possível devido à enorme e crescente informação genômica, proteômica e estrutural disponível para humanos. Essas informações possibilitaram identificar novos alvos e investigar as interações entre os medicamentos e seus alvos para a descoberta de medicamentos. A cristalografia de raios-X e a bioinformática possibilitaram uma riqueza de informações estruturais sobre droga alvos. Apesar desse progresso, um desafio significativo na descoberta de drogas é a capacidade de controlar a estrutura tridimensional (3D) das moléculas - as drogas potenciais - com precisão de minuto. Essas restrições são uma limitação grave para a descoberta de novos medicamentos.
Em um estudo publicado no Ciência, uma equipe liderada por pesquisadores do Centro de Pós-Graduação da Universidade da Cidade de Nova York criou uma maneira que torna possível alterar a estrutura 3D de moléculas químicas de forma mais rápida e confiável durante o processo de descoberta de drogas. A equipe baseou-se no trabalho do laureado Noble Akira Suzuki, um químico que desenvolveu reações de acoplamento cruzado que mostraram que dois átomos de carbono podem ser ligados usando catalisadores de paládio e ele ganhou o Prêmio Nobel por este trabalho específico. Sua descoberta original permitiu que os pesquisadores construíssem e sintetizassem novos candidatos a drogas mais rapidamente, mas limitou-se a fazer apenas moléculas 2D planas. Essas novas moléculas foram usadas com sucesso para aplicações na medicina ou na indústria, mas o método de Suzuki não podia ser usado para manipular a estrutura 3D de uma molécula durante o processo de design e desenvolvimento de um novo medicamento.
A maioria dos compostos biológicos usados na área médica são moléculas quirais, o que significa que duas moléculas são imagens espelhadas uma da outra, embora possam ter a mesma estrutura 2D - como uma mão direita e uma mão esquerda. Essas moléculas de espelho terão diferentes efeitos biológicos e respostas no corpo. Uma imagem no espelho pode ser benéfica do ponto de vista médico, enquanto a outra pode ter um efeito adverso. Um exemplo disso é a tragédia da talidomida nos anos 1950 e 1960, quando a droga talidomida foi prescrita para mulheres grávidas como um sedativo na forma de ambas as imagens no espelho, uma imagem no espelho foi útil, mas a outra causou defeitos congênitos devastadores nos bebês nascidos para aquelas mulheres que consumiram a droga errada. Este cenário confere significado ao controle do alinhamento de átomos individuais que constituem a estrutura 3D de uma molécula. Embora as reações de acoplamento cruzado de Suzuki sejam usadas rotineiramente na descoberta de medicamentos, a lacuna ainda não foi preenchida na manipulação da estrutura 3D das moléculas.
Este estudo teve como objetivo alcançar um controle que ajudaria na formação seletiva das imagens espelhadas de uma molécula. Os pesquisadores desenvolveram um método para orientar cuidadosamente as moléculas dentro de suas estruturas 3D. Eles primeiro desenvolveram métodos estatísticos que prevêem o resultado de um processo químico. Em seguida, esses modelos foram aplicados para desenvolver condições adequadas nas quais a estrutura molecular 3D pudesse ser controlada. Durante a reação de acoplamento cruzado catalisada por paládio, são adicionados diferentes aditivos de fosfina que influenciam a geometria 3D final do produto de acoplamento cruzado e a compreensão deste processo foi crucial. O objetivo final era preservar a orientação 3D da molécula inicial ou invertê-la para produzir sua imagem espelhada. A metodologia deve “seletivamente” reter ou inverter a geometria da molécula.
Esta técnica pode ajudar os pesquisadores a criar bibliotecas de novos compostos estruturalmente diversos, estando em posição de controlar a estrutura 3D ou a arquitetura desses compostos. Isso permitirá a descoberta e o design mais rápidos e eficientes de novos medicamentos e medicamentos. A descoberta e o desenho de medicamentos com base na estrutura têm um potencial inexplorado que pode ser utilizado para descobrir novos medicamentos. Uma vez que um medicamento é descoberto, ainda há um longo caminho a percorrer do laboratório para os testes em animais e, finalmente, os testes clínicos em humanos, somente depois dos quais o medicamento estará disponível no mercado. O estudo atual fornece uma base sólida e um ponto de partida adequado para o processo de descoberta de medicamentos.
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{Você pode ler o artigo de pesquisa original clicando no link DOI fornecido abaixo na lista de fontes citadas}
Fontes)
Zhao S et al. 2018. Formação de ligação C-C catalisada por Pd enantiodivergente habilitada por meio da parametrização do ligante. Ciência. https://doi.org/10.1126/science.aat2299
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