Um fator importante que determina a eficácia de um medicamento é a estrutura que suas moléculas formam no estado sólido. Estruturas alteradas podem fazer com que os comprimidos parem de funcionar adequadamente e, portanto, se tornem inúteis.
Uma cooperação internacional
Uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade de Luxemburgo em colaboração com a Universidade de Princeton, Cornell University, e Avant-garde Materials Simulation GmbH, desenvolveu um novo método para calcular e prever como as moléculas de drogas em cristais moleculares se organizam sob condições energéticas variáveis. Para empresas farmacêuticas, esta abordagem pode ser usada para evitar falhas de desenvolvimento dispendiosas, erros de produção, e litígios potenciais.
Pequenas mudanças nas condições de produção podem afetar a eficácia do medicamento
Como a maioria dos medicamentos é comercializada em estado sólido, por exemplo, como pílulas, os fabricantes devem certificar-se de que funcionam corretamente e liberam os agentes farmacêuticos na dose necessária. "No passado, houve vários escândalos na indústria farmacêutica, quando as empresas identificaram uma molécula que funciona, comercializou, e então, às vezes anos depois, devido a pequenas mudanças nas condições de produção, a formulação do medicamento deixou de ser eficaz, "explica o Prof. Alexandre Tkatchenko da Unidade de Pesquisa em Física e Ciência dos Materiais da Universidade de Luxemburgo, o principal autor do artigo resultante que foi publicado em Avanços da Ciência . Consequentemente, alguns medicamentos precisaram ser reformulados e retirados do mercado por um longo período.
Na maioria dos casos, a razão para essas propriedades alteradas reside nas interações entre as moléculas. Em um estado sólido, as moléculas se organizam em estruturas cristalinas estabilizadas por uma variedade de interações intermoleculares. Como as moléculas são muito flexíveis, eles podem formar muitos arranjos diferentes com propriedades físicas e químicas diferentes. "A fim de prever isso, as empresas farmacêuticas geralmente contam com 'tentativa e erro' em experimentos de cristalização. Contudo, realisticamente, você não pode estudar todas as formas possíveis experimentalmente, porque você nunca sabe o que mudará nas condições experimentais. As possibilidades são exponenciais, "explica o Prof. Robert DiStasio, co-autor do estudo da Cornell University.
Cálculos preditivos para substituir estudos empíricos
Para poder substituir esses experimentos por cálculos preditivos, os pesquisadores se uniram à empresa Avantgarde Materials Simulation, que fornece serviços para empresas farmacêuticas preverem estruturas cristalinas de sólidos orgânicos. Juntos, eles desenvolveram um método que os permite calcular como a energia de diferentes sólidos muda dependendo de sua estrutura. "A nova abordagem melhora a precisão da classificação de energia a um custo computacional aceitável. Ela mudará a maneira como a previsão da estrutura cristalina é usada em toda a indústria farmacêutica, "comenta o Dr. Marcus Neumann, fundador e CEO da Avant-garde Materials Simulation GmbH.
Para o futuro, os autores pretendem desenvolver ainda mais o método e combiná-lo com o aprendizado de máquina para aumentar a eficiência computacional.
