Compreender como as proteínas se agrupam é essencial na indústria farmacêutica moderna. Quando essas minúsculas partículas se agregam, eles podem alterar a eficácia de vacinas e medicamentos, especialmente muitos dos novos, formulações populares derivadas de anticorpos monoclonais. Apesar de sua importância, a indústria ainda precisa encontrar um eficaz, maneira em grande escala de medir com precisão o aglomerado de partículas. Um novo material de referência, lançado hoje pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST), tem como objetivo resolver esse problema de proteína com a ajuda de um material maravilhoso translúcido que costuma ser usado em telhados de estádios.

Drogas biológicas estão sendo prescritas hoje para uma ampla variedade de doenças e enfermidades, incluindo câncer, psoríase, colite e artrite reumatóide. Ao contrário dos medicamentos convencionais, os produtos biológicos estão cheios de proteínas vivas. Essas proteínas podem se agrupar durante a fabricação, envio, ou armazenamento. Os cientistas gostariam de saber quando isso acontece, porque essas partículas de proteína podem causar respostas imunológicas indesejadas, então por anos, eles procuraram criar um "material de referência" que pudesse ajudar na garantia da qualidade e calibração do instrumento.

O sistema imunológico de um corpo é projetado para reconhecer vírus e bactérias com tamanhos de 10 a 10 micrômetros. Os aglomerados de proteínas que podem se formar em medicamentos biológicos costumam ter o mesmo tamanho, o que pode ser problemático.

"Se você colocar algo no corpo que está dentro da mesma faixa de tamanho, potencialmente levanta uma bandeira vermelha para o corpo, "explicou o cientista do NIST, Dean Ripple." Às vezes, isso é desejável. No caso de muitas vacinas, você intencionalmente faz partículas ou adiciona partículas aglomeradas para que o corpo diga, 'Oh, Eu realmente preciso prestar atenção ao que acabei de injetar. Causa uma resposta imunológica positiva. "

Mas ao trabalhar com um medicamento, Ripple adicionado, "você quer infiltrar silenciosamente isso no corpo e não aumentar os alarmes do sistema imunológico. Você não quer que o medicamento pareça um invasor."

Tanto em vacinas quanto em drogas biológicas, ser capaz de medir as agregações com rapidez e precisão seria útil. O método mais popular usa luz para identificar partículas medindo como elas se espalham ou absorvem um feixe de luz que passa pela amostra. Um detector mede as mudanças na intensidade do feixe como partículas em um fluxo de amostra em fluxo através do feixe. Uma redução maior na intensidade da luz significa que uma partícula maior está na amostra. Outro método usa um microscópio que captura imagens de uma amostra em fluxo e identifica automaticamente as partículas nas imagens.

Esferas de poliestireno, feito do mesmo material usado em refrigeradores de praia e amendoim de embalagem, são normalmente usados ​​para calibrar instrumentos, essencialmente ajudando a ensinar a máquina automatizada como são as partículas. As esferas de poliestireno vêm em vários tamanhos e estão amplamente disponíveis. Mas eles são extremamente regulares em forma, ao contrário das partículas de proteína, que tendem a ser irregulares e finos. O poliestireno também refrata, ou curvas, luz com bastante força, enquanto as partículas de proteína causam uma refração muito mais fraca.

Uma equipe NIST, liderado por Ripple, começou a trabalhar na resolução deste problema de medição aglomerada depois que a Food and Drug Administration identificou-o como um problema no desenvolvimento de novos medicamentos biológicos.

A equipe considerou muitos substitutos para as esferas e contas antes de encontrar inspiração em uma fonte surpreendente:a indústria da construção, onde um produto chamado Etileno Tetrafluoroetileno (EFTE) se tornou o favorito dos arquitetos que gostam de sua resiliência e da maneira como pode ser lindamente iluminado por trás para fins estéticos. Vários novos estádios esportivos, incluindo aquele usado pelos Minnesota Vikings, estão vestidos com EFTE e iluminados com as cores da equipe nos dias de jogo. Ripple se perguntou se ele poderia danificá-lo de uma maneira muito controlada que transformaria pequenas partículas de EFTE em um novo, tamanho e forma úteis.

"Depois de examinar o material, Eu me peguei dizendo, vamos tentar fazer algo com isso nós mesmos. Trouxe uma lixa normalmente usada para projetos de hobby e coloquei algumas luvas de nitrila e comecei a esfregar uma amostra de EFTE com o papel até que tivéssemos o suficiente para brincar no microscópio, " ele diz.

O que a equipe descobriu foi que o resistente, partículas refrativas de luz tornaram-se finas e emaranhadas em forma, muito parecido com partículas de proteína.

Desde os primeiros ajustes, O NIST ampliou e formalizou o processo de produção e desenvolveu um material de referência que qualquer pessoa pode comprar para aplicações de pesquisa e manufatura. Além disso, uma empresa privada está iniciando a fabricação em grande escala de partículas de EFTE desgastadas para uso pela indústria biofarmacêutica.