Uma ferramenta digital de ponta que o tornará mais barato, mais seguro e rápido para as empresas farmacêuticas preverem a estabilidade da proteína - uma etapa vital no desenvolvimento de novos medicamentos - está sendo implementado por cientistas da Universidade de Bath do Reino Unido por meio de sua empresa spin-out, BLOC Labs.

A ferramenta, lançado esta semana, ajudará os pesquisadores a identificar as moléculas de proteína mais promissoras para o desenvolvimento de medicamentos. Tem potencial para desempenhar um papel importante na criação de anticorpos monoclonais (mAbs). O mercado para esses anticorpos terapêuticos vale mais de £ 70 bilhões.

Os anticorpos monoclonais são um tipo de proteína derivada de anticorpos naturais e, em seguida, refinados e produzidos em massa no laboratório. Eles estão transformando continuamente a maneira como tratamos e previnimos doenças, desde câncer e condições que afetam o sistema imunológico a infecções virais. A pandemia de coronavírus desencadeou um interesse particular em mAbs, como uma série de candidatos a proteínas estão se mostrando muito promissores como terapias para tratar COVID-19, e estão sendo testados em humanos.

Estabilidade é a chave

Apenas mAbs que são conhecidos por serem estáveis ​​(ou seja, eles nem se quebram facilmente nem se agrupam para formar compostos tóxicos) são adequados para o desenvolvimento, e encontrar um candidato estável aumenta enormemente o custo e o tempo para encontrar novos medicamentos.

Até agora, o processo de determinação da estabilidade da proteína tem sido uma grande dor de cabeça para as empresas farmacêuticas, com pesquisadores testando vastas bibliotecas de moléculas em sua busca por proteínas com propriedades medicinais. Contudo, a ferramenta desenvolvida em Bath - chamada de Quantitative Understanding of Bi-molecular Edge-Shift (QUBES) - é capaz de prever a estabilidade de proteínas com velocidade e precisão surpreendentes.

Dr. Chris Pudney do Departamento de Biologia e Bioquímica da Universidade e desenvolvedor do QUBES, disse:"Estamos muito entusiasmados com o potencial do QUBES porque ele pode ser usado imediatamente na indústria biofarmacêutica para garantia de qualidade, formulação e desenvolvimento. "

Ele acrescentou:"As proteínas são notoriamente instáveis ​​por um bom motivo - o corpo quer reciclá-las constantemente. Mas com um produto terapêutico, você precisa de estabilidade - se uma proteína se quebra e se agrega, torna-se tóxico. Encontrar proteínas estáveis ​​é extremamente caro para as empresas farmacêuticas, mas usar nossa ferramenta para encontrar a melhor molécula possível reduzirá enormemente o tempo e o custo de desenvolvimento. "

Impressão digital Qubes

O QUBES funciona permitindo que os pesquisadores "identifiquem" com precisão a estrutura de uma proteína e prevejam a estabilidade sob quase qualquer condição de concentração ou formulação. A técnica usa fluorescência para mapear a estrutura da proteína e, em seguida, aplica um algoritmo matemático, com base na posição e tipo dos átomos da proteína, para calcular a estabilidade. Graças a um pacote de software online, também desenvolvido em Bath, os laboratórios podem interpretar seus dados fluorescentes de qualquer lugar do mundo, usando equipamentos encontrados na maioria dos laboratórios de bioquímica sem modificações.

Elaborando a técnica de impressão digital, O Dr. Pudney disse:"As proteínas contêm triptofano - um aminoácido que emite luz fluorescente. Cada molécula de proteína tem uma assinatura fluorescente única, e o QUBES potencializa esse fenômeno óptico, aplicar técnicas matemáticas para analisar e interpretar a fluorescência.

"O pacote de software pega esse trabalho acadêmico e o torna incrivelmente fácil para as pessoas usarem. Você pode executá-lo em qualquer máquina - até mesmo no seu telefone móvel. e oferece um nível de segurança incrivelmente alto - na verdade, temos um nível de segurança normalmente reservado para o setor de serviços financeiros. "

O que diferencia o QUBES de seus concorrentes é a qualidade de suas leituras e sua extrema flexibilidade. Dr. Pudney explica:"Nossa abordagem não é apenas mais rápida, mais preciso e mais sensível do que qualquer outra coisa no mercado, mas também pode prever a estabilidade em qualquer concentração e em qualquer formulação - ao contrário de outras ferramentas no mercado, que requerem condições definidas. "

A equipe do Dr. Pudney conduziu recentemente um estudo de validação da tecnologia QUBES com o Laboratório Físico Nacional (NPL) sob o esquema de 'Medição para Esquema de Recuperação' apoiado pelo governo, que fornece validação independente de tecnologia pelas principais instalações analíticas do país.

Dr. Alex Jones, que liderou o estudo no NPL, disse:"Testamos a abordagem QUBES usando uma variedade de metodologias analíticas e descobrimos que ela rastreia mudanças sutis na estrutura e estabilidade da proteína com notável sensibilidade quando comparada às metodologias estabelecidas. A abordagem é rápida e simples de implementar."

A pesquisa é publicada no Biochemical Journal e o software QUBES está disponível para teste comercial via BLOC Laboratories Ltd:www.bloclaboratories.com.