Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Eindhoven e da Universidade de Utrecht descobriram os parâmetros que governam o encapsulamento de drogas. Isso dá mais controle sobre a liberação lenta e constante de medicamentos nos pacientes. Além disso, projetar encapsulamentos para novos medicamentos agora exigirá muito menos experimentação, o que torna o desenvolvimento de medicamentos mais rápido e barato. Os pesquisadores acreditam que este trabalho terá um impacto significativo no campo biomédico e no desenvolvimento de futuros medicamentos.

Muitos medicamentos são hidrofóbicos - eles não se dissolvem bem na água - o que torna problemática a administração de medicamentos aos pacientes. Uma solução possível é encapsular os medicamentos em pequenos pacotes hidrofóbicos (repelentes à água) por dentro e hidrofílicos (solúveis em água) por fora. Os medicamentos vão se acumulando no interior dessas embalagens e o transporte do medicamento pelo corpo do paciente se torna muito mais fácil. Os pacotes geralmente consistem em surfactantes associados, que são aprovados pela indústria farmacêutica. Quando dissolvido em água, uma solução fisiológica, ou sangue, essas moléculas orientam sua parte hidrofóbica para o núcleo interno (com afinidade para as drogas insolúveis) e seu lado hidrofílico para o exterior, formando um 'pacote' esférico, chamado de micela.

O paradeiro em uma micela

O transporte de drogas por todo o corpo desta forma é possível há décadas, mas só agora os pesquisadores entendem quais fatores determinam exatamente onde as drogas dentro da micela se reúnem. Essa distribuição espacial pode afetar drasticamente a taxa de liberação dos medicamentos dentro de um paciente. Algumas drogas se concentram no centro do núcleo hidrofóbico da micela e se liberam lentamente, o que é desejável para a absorção do medicamento por um paciente. Outras drogas se reúnem na interface núcleo-concha da micela e são liberadas normalmente de forma rápida. Portanto, controlar a localização dos medicamentos no encapsulamento micelar controla a taxa de liberação dos medicamentos.

Usando um corante para rastrear a droga

Para investigar onde as drogas insolúveis se acumulam, os pesquisadores usaram o vermelho do Nilo, uma molécula de corante que se assemelha ao tamanho e solubilidade de medicamentos típicos. O corante tem uma propriedade muito inteligente:não apenas absorve uma cor específica de luz, mas também essa cor depende de seu ambiente. Se o corante for dissolvido em água pura, ele absorve luz de uma cor diferente do que se houver também um pouco de álcool dissolvido na água. Alterar a proporção água / álcool é uma maneira inteligente de simular um bom solvente ou um solvente ruim para o corante. Isso é análogo a trabalhar com um medicamento solúvel em água ou insolúvel. Ao medir a absorção de luz, os pesquisadores puderam determinar quanto corante se acumulou no núcleo da micela e quanto na interface núcleo-casca.

Experimentos combinados com simulações de computador

Para confirmar suas descobertas, os pesquisadores fizeram simulações de computador para determinar as localizações das drogas dissolvidas e a forma da micela do copolímero em bloco. Os cálculos revelam o arranjo dos componentes dentro e fora da micela, permitindo avaliar as regiões preferidas do medicamento.

A partir dos experimentos e cálculos, concluiu-se que a região preferida do fármaco dentro das micelas do copolímero em bloco é principalmente determinada pela concentração e solubilidade das moléculas do fármaco no meio circundante (água / meio fisiológico / sangue). Se a concentração da droga estiver abaixo da solubilidade em água do solvente, as moléculas da droga se reúnem na interface núcleo-casca da micela, enquanto se a concentração estiver acima da solubilidade, eles se agrupam no núcleo.

Menos experimentação de tentativa e erro

A pesquisa atual de encapsulamento de drogas é dominada pela experimentação por tentativa e erro. Os resultados relatados neste estudo permitem o desenvolvimento mais fácil e barato de medicamentos inteligentes. Isso ajudará a reduzir os efeitos colaterais associados à terapia e facilitará a criação de tratamentos terapêuticos personalizados, onde a liberação do medicamento é ajustada às necessidades individuais do paciente.