Quando você pega uma garrafa de paracetamol, você pode estar procurando alívio para uma dor de cabeça. Mas se você tomar mais do que o recomendado, a droga pode danificar seu fígado.

Isso porque, quando um componente da droga - uma subestrutura conhecida como anilina - se decompõe no fígado, pode produzir metabólitos tóxicos. Agora, Pesquisadores da Universidade de Michigan desenvolveram um novo bloco de construção que pode servir como uma alternativa mais segura para o desenvolvimento de novos medicamentos.

A indústria farmacêutica comumente usa anilinas como base para o desenvolvimento de novas terapias medicamentosas. Mas a maneira como o fígado metaboliza muitos medicamentos que contêm anilinas pode causar efeitos colaterais tóxicos. Por exemplo, sobrecarregar o fígado com paracetamol pode causar insuficiência hepática. Outras drogas podem desencadear uma resposta imunológica prejudicial no corpo como resultado do metabolismo indesejado.

"A anilina é uma estrutura comum fácil de fazer, "disse Corey Stephenson, Professor de química da U-M. "O problema com as anilinas é que elas são rapidamente metabolizadas pelo nosso fígado, e isso pode criar problemas. Queremos que nossos medicamentos sejam metabolizados, mas não de uma forma que cause efeitos tóxicos. "

A pesquisa de Stephenson e sua equipe para desenvolver um bloco de construção mais seguro começou como um desejo de explorar maneiras de usar a luz visível para conduzir reações químicas. A equipe começou a pesquisar estruturas chamadas aminociclopropanos, na esperança de convertê-los em compostos mais complexos e mais valiosos.

A equipe reconheceu o potencial de converter aminociclopropanos em um composto diferente, um 1-aminonorbornano, que é mais complexo e tradicionalmente muito difícil de sintetizar. A equipe de pesquisa também percebeu que esses 1-aminonorbornanos podem ser altamente úteis na descoberta de novas pistas de drogas.

O benefício? 1-Aminonorbornanos não parecem ser metabolizados de forma prejudicial pelas enzimas hepáticas.

"Percebemos que podemos usar esses núcleos de aminonorbornano como um substituto para uma anilina, "disse Daryl Staveness, um pesquisador de pós-doutorado da U-M e bolsista da American Cancer Society. "Usualmente, as empresas farmacêuticas precisarão reprojetar os medicamentos que o utilizam para evitar esse evento de oxidação. Mas ao usar aminonorbornanos, não precisamos nos preocupar com esses problemas de processamento metabólico. "

O processo que a equipe usou para converter aminociclopropanos nas estruturas benéficas de 1-aminonorbornano tem outro benefício:porque a reação necessária para produzir a molécula é alimentada por luz visível, 1-aminonorbornanos podem ser produzidos a baixo custo, de forma sustentável e em grande escala.

"É barato. É leve, "disse o co-autor e estudante de graduação da U-M Taylor Sodano." Usando abordagens químicas tradicionais, 1-aminonorbornanos foram anteriormente difíceis de sintetizar, exigindo sequências ineficientes de reações e forçando condições inflexíveis. Agora, podemos fazer isso em uma única etapa em temperatura ambiente, usando luz visível e condições favoráveis ​​ao meio ambiente. "

Para produzir 1-aminonorbornanos, a equipe empregou um fotocatalisador para executar a transformação desejada. Catalisadores são compostos que facilitam uma reação química, e no caso de catálise fotoredox, a marca especial de fotoquímica que a equipe usou, os catalisadores operam usando a energia da luz visível para transportar elétrons entre as moléculas.

Quando Sodano e Staveness misturam seu fotocatalisador com um aminociclopropano e expõem a solução a luzes LED, o catalisador pega um elétron do aminociclopropano, iniciar o processo que produz o 1-aminonorbornano, que ainda está faltando seu elétron. O catalisador então devolve o elétron para completar a reação. Nada mais precisa ser adicionado além da luz, tornando este processo excepcionalmente benigno para o meio ambiente.

O co-autor do estudo, Klarissa Jackson, da Lipscomb University, estudou a segurança dos 1-aminonorbornanos. Ela aplicou os compostos a fragmentos de fígado contendo as enzimas que normalmente metabolizam compostos de drogas. Ela descobriu que quando as enzimas quebraram os 1-aminonorbornanos, o processo não produziu os metabólitos prejudiciais que resultam das anilinas.

“As pessoas estão sempre se esforçando para gerar medicamentos melhores e mais seguros, e o que precisamos do ponto de vista da química são mais ferramentas para fazer isso, "Stephenson disse." Além disso, podemos combinar sustentabilidade com essas novas ferramentas, para que você obtenha uma maneira ecologicamente correta de produzir esses compostos, e os produtos finais têm o potencial de ter implicações na saúde humana. "