Pesquisadores do Reino Unido e da Dinamarca desenvolveram um novo método para prever a estabilidade física de candidatos a medicamentos, o que poderia ajudar no desenvolvimento de medicamentos novos e mais eficazes para os pacientes. A tecnologia foi licenciada para a empresa spin-out de Cambridge, TeraView, que o estão desenvolvendo para uso na indústria farmacêutica, a fim de fazer medicamentos que são mais facilmente liberados no corpo.

Os pesquisadores, das Universidades de Cambridge e Copenhagen, desenvolveram um novo método para resolver um velho problema:como prever quando e como um sólido irá cristalizar. Usando técnicas de medição ótica e mecânica, eles descobriram que o movimento localizado de moléculas dentro de um sólido é, em última análise, responsável pela cristalização.

Esta solução para o problema foi proposta pela primeira vez em 1969, mas só agora se tornou possível provar a hipótese. Os resultados são relatados em dois artigos na Física, Química, Física e Química. The Journal of Physical Chemistry B .

Os sólidos se comportam de maneira diferente dependendo se sua estrutura molecular é ordenada (cristal) ou desordenada (vidro). Quimicamente, as formas de cristal e vidro de um sólido são exatamente as mesmas, mas eles têm propriedades diferentes.

Uma das propriedades desejáveis ​​dos vidros é que eles são mais solúveis em água, que é especialmente útil para aplicações médicas. Para ser efetivo, medicamentos precisam ser solúveis em água, de modo que eles podem ser dissolvidos dentro do corpo e atingir seu alvo através da corrente sanguínea.

"A maioria dos medicamentos em uso hoje está na forma de cristal, o que significa que eles precisam de energia extra para se dissolver no corpo antes de entrar na corrente sanguínea, "disse o co-autor do estudo, o professor Axel Zeitler, do Departamento de Engenharia Química e Biotecnologia de Cambridge." As moléculas na forma de vidro são absorvidas mais facilmente pelo corpo porque podem se dissolver mais facilmente, e muitos óculos que podem curar doenças foram descobertos nos últimos 20 anos, mas eles não estão sendo transformados em medicamentos porque não são estáveis ​​o suficiente. "

Depois de um certo tempo, todos os vidros sofrerão cristalização espontânea, nesse ponto, as moléculas não perderão apenas sua estrutura desordenada, mas também perderão as propriedades que os tornaram eficazes em primeiro lugar. Um problema de longa data para os cientistas é como prever quando ocorrerá a cristalização, que, se resolvido, permitiria a aplicação prática generalizada de óculos.

"Este é um problema muito antigo, "disse Zeitler." E para as empresas farmacêuticas, geralmente é um risco muito grande. Se eles desenvolverem uma droga baseada na forma de vidro de uma molécula e ela se cristalizar, eles não terão apenas perdido um medicamento potencialmente eficaz, mas eles teriam que fazer um recall massivo. "

A fim de determinar quando e como os sólidos irão cristalizar, a maioria dos pesquisadores se concentrou na temperatura de transição vítrea, que é a temperatura acima da qual as moléculas podem se mover no sólido mais livremente e podem ser medidas facilmente. Usando uma técnica chamada análise mecânica dinâmica, bem como espectroscopia terahertz, Zeitler e seus colegas mostraram que, em vez da temperatura de transição vítrea, os movimentos moleculares que ocorrem até um limite de temperatura inferior, são responsáveis ​​pela cristalização.

Esses movimentos são limitados por forças localizadas no ambiente molecular e, em contraste com os movimentos relativamente grandes que acontecem acima da temperatura de transição vítrea, os movimentos moleculares acima do limite inferior de temperatura são muito mais sutis. Embora o movimento localizado seja difícil de medir, é uma parte fundamental do processo de cristalização.

Dado o avanço nas técnicas de medição desenvolvidas pelas equipes de Cambridge e Copenhagen, as moléculas de drogas que antes eram descartadas no estágio pré-clínico agora podem ser testadas para determinar se podem ser colocadas no mercado em uma forma de vidro estável que supera as limitações de solubilidade da forma de cristal.

"Se usarmos nossa técnica para rastrear moléculas que foram previamente descartadas, e descobrimos que a temperatura associada ao início do movimento localizado é suficientemente alta, teríamos alta confiança de que o material não cristalizará após a fabricação, "disse Zeitler." Poderíamos usar a curva de calibração que descrevemos no segundo artigo para prever o tempo que o material levará para cristalizar. "