Catalyst fabrica medicamentos dentro do corpo para minimizar os efeitos colaterais
Metátese catalítica de olefinas no sangue. (A) Um requisito primário para a aplicação de reações catalisadas por metais de transição no sangue é proteger sua atividade para evitar a rápida desativação por numerosas proteínas séricas, metabólitos e células sanguíneas. (B) Um complexo de rutênio Ru-Cl envolto por albumina sérica humana para formar uma metaloenzima artificial biocompatível (ArM) (AlbRu-Cl). (C) O ArM contendo Ru-I baseado em albumina (AlbRu-I) pode catalisar reações de metátese de fechamento de anel (RCM), RCM/aromatização sequencial e metátese cruzada de olefinas (CM) no sangue. Crédito:Ciência Química (2023). DOI:10.1039/D3SC03785A Um catalisador altamente ativo capaz de sintetizar moléculas de drogas dentro do corpo foi desenvolvido por químicos da RIKEN. Em camundongos, uma droga anticancerígena montada perto de tumores usando o catalisador injetado suprimiu o crescimento do tumor.
O artigo foi publicado na revista Chemical Science .
Nos medicamentos convencionais administrados por injeção ou pílula, a molécula ativa do medicamento circula por todo o corpo, inundando não apenas o local alvo, mas também os tecidos saudáveis. Os efeitos colaterais resultantes podem ser tão graves que podem causar danos permanentes e forçar a interrupção do tratamento.
A montagem de moléculas de medicamentos em locais-alvo do corpo poderia torná-los mais eficazes e, ao mesmo tempo, minimizar seus efeitos colaterais.
“A síntese direta de medicamentos no corpo permitiria que medicamentos tratassem doenças sem causar efeitos colaterais em tecidos saudáveis”, diz Katsunori Tanaka, cientista-chefe do Laboratório de Química Sintética Biofuncional RIKEN. “É por isso que precisamos de um sistema de biocatálise biocompatível para realizar a síntese de medicamentos perto dos locais-alvo do corpo”.
A equipe teve como objetivo a montagem do medicamento no corpo usando uma reação química catalítica chamada metátese de olefinas. “A metátese de olefinas é um dos métodos mais eficientes para a construção de ligações duplas carbono-carbono para a síntese de drogas”, explica Tanaka. "Se pudesse ser desenvolvido no corpo, deveria permitir-nos sintetizar muitos tipos diferentes de drogas."
A maioria dos catalisadores químicos são rapidamente desativados por biomoléculas na corrente sanguínea. Para superar esse problema, a equipe envolveu um catalisador de metátese de olefina à base de rutênio dentro de uma proteína protetora chamada albumina sérica humana.
A equipe de Tanaka já havia demonstrado que um complexo de cloreto de rutênio embutido na albumina sérica humana – formando um conjunto catalítico denominado metaloenzima artificial – era um tanto ativo no sangue. Agora, eles demonstraram que a mudança para um complexo de iodeto de rutênio produz uma metaloenzima artificial muito superior.
Em baixas concentrações de catalisador, o novo catalisador de iodeto de rutênio à base de albumina (AlbRuI) catalisou três tipos de reações de metátese de olefinas no sangue com alto rendimento.
“AlbRuI também mostrou estabilidade robusta por 24 horas no sangue”, diz Tanaka. "Isso expande a biocompatibilidade de metaloenzimas artificiais e abre a porta para o desenvolvimento de metaloenzimas artificiais gerais à base de metal para reações catalíticas no sangue."
A equipe também mostrou que uma dose baixa de AlbRuI, direcionado ao câncer, inibiu significativamente o crescimento do tumor em camundongos por meio da síntese localizada de um medicamento antitumoral.
A equipe pretende expandir o uso de seu catalisador. “Esperamos usar o AlbRuI para sintetizar uma variedade de moléculas bioativas”, diz Tanaka. “Então poderíamos usá-lo para tratar não apenas o câncer, mas também outras doenças sem efeitos colaterais”.
Mais informações: Igor Nasibullin et al, Metátese de olefina catalítica no sangue, Chemical Science (2023). DOI:10.1039/D3SC03785A Informações do diário: Ciência Química
