Os processos de produção sustentáveis ​​e ecológicos desempenham um papel cada vez mais importante em quase todos os ramos da indústria. A produção de ingredientes farmacêuticos activos, em particular, envolve a utilização de vários materiais e reagentes, muitos dos quais têm propriedades prejudiciais ao ambiente e, portanto, requerem processamento e eliminação dispendiosos.



Pesquisadores da Universidade de Graz e do Instituto Helmholtz de Pesquisa Farmacêutica do Sarre (HIPS) conseguiram agora desenvolver uma estratégia para a síntese de ingredientes farmacêuticos ativos a partir de resíduos de madeira que não envolve quaisquer matérias-primas ou subprodutos prejudiciais. A equipe publicou seus resultados na revista Angewandte Chemie International Edition .

A base da estratégia desenvolvida para produção de novos princípios ativos é o composto lignina. A lignina é um biopolímero encontrado nas plantas e é responsável pela sua lignificação e estabilidade. Quimicamente, a lignina é composta por um grande número de vários compostos aromáticos que estão ligados entre si. Se a lignina for decomposta em seus blocos de construção individuais, estes poderão então ser usados ​​para produzir produtos de alto valor, como combustíveis ou produtos químicos finos. Como a lignina é um dos compostos orgânicos mais abundantes no mundo, ela pode ser obtida de forma sustentável e em grandes quantidades.

As equipes de Anna Hirsch (HIPS) e Katalin Barta (Universidade de Graz) demonstraram agora com sucesso que também é possível usar lignina para a produção de ingredientes farmacêuticos ativos em um processo ecologicamente correto. HIPS é um site do Centro Helmholtz para Pesquisa de Infecções em colaboração com a Universidade de Saarland.

O ponto de partida do estudo foi um processo eficiente estabelecido no grupo de Barta para a degradação da lignina em uma substância precursora ideal para a produção de potenciais princípios ativos. Com base nesta molécula, os investigadores criaram diversas estratégias para a síntese de quatro classes diferentes de substâncias, cada uma com múltiplos derivados.

Uma vantagem decisiva foi que, além da substância inicial lignina, apenas outros solventes e reagentes não nocivos e biodegradáveis ​​foram utilizados no processo. Assim, a plataforma estabelecida oferece uma possibilidade para a produção sustentável e verde de substâncias precursoras ativas para o desenvolvimento de medicamentos – até agora uma raridade na indústria farmacêutica.

Depois de converter com sucesso a lignina em diferentes classes de potenciais substâncias ativas, os pesquisadores examinaram-nas quanto à sua atividade biológica. “Ao caracterizar nossas moléculas sintetizadas, analisamos quais das substâncias eram capazes de influenciar o crescimento de diferentes tipos de bactérias, ou mesmo de células cancerígenas”, diz Hirsch, chefe do departamento de Design e Otimização de Medicamentos do HIPS e professor de química medicinal. na Universidade do Sarre.

"Ficámos agradavelmente surpreendidos:vários dos candidatos produzidos apresentaram excelente actividade, mesmo contra germes que muitas vezes apresentam resistência a antibióticos comuns num contexto clínico e, portanto, causam grandes problemas. Isto mostra-nos que a nossa estratégia é perfeitamente capaz de abordar a necessidade de novos compostos."

Um dos compostos mais promissores já foi testado em modelo de infecção em larvas da grande traça da cera. Em comparação com as larvas não tratadas, um número significativamente maior de larvas sobreviveu à infecção pelo patógeno Streptococcus pneumoniae quando foram tratadas simultaneamente com o composto produzido pelos pesquisadores. S. pneumoniae também pode infectar humanos e causar pneumonia grave.

“A nossa tecnologia permite-nos produzir moléculas que de outra forma seriam de difícil acesso – e com base numa substância que normalmente seria considerada resíduo”, diz Barta, professor de química bioorgânica na Universidade de Graz.

"Temos certeza de que os processos de produção do futuro terão que ser verdes e sustentáveis. Já hoje, há uma escassez crítica de recursos em algumas partes da produção farmacêutica. Portanto, se conseguirmos oferecer uma alternativa economicamente viável baseada na lignina, nós pode resolver dois problemas ao mesmo tempo."

Dado que a produção de ingredientes activos utiliza actualmente frequentemente reagentes e matérias-primas à base de petróleo, uma mudança para recursos renováveis ​​daria um contributo importante para a redução da dependência dos combustíveis fósseis. Em estudos futuros, as equipes dos dois pesquisadores planejam investigar e otimizar ainda mais seus compostos mais promissores.

Mais informações: Anastasiia M. Afanasenko et al, Estratégias Sintéticas Limpas para Moléculas Biologicamente Ativas de Lignina:Um Caminho Verde para a Descoberta de Medicamentos, Angewandte Chemie Edição Internacional (2023). DOI:10.1002/anie.202308131
Informações do diário: Angewandte Chemie Edição Internacional

Fornecido pela Associação Helmholtz de Centros de Pesquisa Alemães