Metade de todos os medicamentos tem origem em produtos naturais
Com informações da Agência Fapesp
A pesquisadora brasileira lidera um laboratório nos Estados Unidos especializado na biossíntese de compostos naturais.
[Imagem: Felipe Maeda / Agência FAPESP]
[Imagem: Felipe Maeda / Agência FAPESP]
Farmacopeia natural
Você sabia que cerca de metade de todos os medicamentos vendidos nas farmácias e utilizados nos hospitais têm princípios ativos extraídos de produtos naturais?
Do total de medicamentos comercializados pelas indústrias farmacêuticas, 49,6% são compostos sintéticos, geralmente fabricados a partir do petróleo, enquanto 50,4% originam-se de produtos naturais ou derivados.
A expressão "produtos naturais ou derivados" denomina moléculas produzidas por plantas, fungos, bactérias e outros organismos, ou moléculas artificialmente modificadas a partir dessas precursoras.
A informação foi dada pela brasileira Alessandra Estáquio, atualmente pesquisadora da Universidade de Illinois de Chicago (EUA): "É importante, para o desenvolvimento de medicamentos, recorrer às duas opções, ao sintético e ao natural. Os dois caminhos apresentam vantagens e desvantagens. A vantagem dos produtos naturais é que a atividade biológica que eles manifestam resulta de uma evolução de milhões de anos. Outra vantagem é que sua produção constitui um processo mais sustentável."
A Medicina nasceu com o uso de plantas para curar doenças e ferimentos. Nos últimos dois séculos, a possibilidade de modificar a estrutura química das moléculas ativas encontradas nas plantas, de modo a potencializar suas propriedades farmacodinâmicas, fez com que a pesquisa de produtos naturais ou derivados se tornasse um campo altamente promissor.
Morfina (analgésica), eritromicina (antibiótica), ciclosporina (imunossupressora), artemisinina (antimalárica) são algumas substâncias naturais com uso consolidado em medicina.
E essa importância das fontes naturais de medicamentos tende a crescer, conforme as pesquisas avançam das plantas em direção a outros organismos, principalmente as bactérias.
Potencialização das plantas medicinais
A ação da tecnologia é importante porque as plantas medicinais nem sempre trazem resultados com a velocidade que casos críticos exigem.
"Em alguns casos, a estrutura encontrada na natureza é utilizada diretamente como medicamento. Exemplo disso é o paclitaxel, um fármaco extraído da casca do teixo (Taxus brevifolia), empregado no tratamento do câncer. Mas a maioria dos compostos naturais necessita de alguma modificação para poder funcionar como medicamento. Alguns precisam ser estabilizados, porque se degradam muito rapidamente. Outros precisam de alterações que favoreçam sua absorção e distribuição no organismo humano. Outros ainda precisam que seu efeito seja potencializado. E assim por diante", explicou Alessandra.
Mesmo no caso do paclitaxel, por exemplo, para se obter 1 quilograma do produto seriam necessárias três mil árvores. Daí a necessidade de se recorrer à semissíntese ou à cultura de células vegetais para que o medicamento possa ser disponibilizado em escala comercial.
Recentemente, pesquisadores japoneses criaram uma nova técnica para identificar diretamente os compostos das plantas medicinais, acelerando sua transformação em medicamentos.
[Imagem: Zhiyou Yang et al. - 10.3389/fphar.2017.00340]
[Imagem: Zhiyou Yang et al. - 10.3389/fphar.2017.00340]
"Há várias formas de intervenção possíveis. Uma delas é a semissíntese, que consiste em isolar a molécula de interesse e modificá-la parcialmente por meio de processos químicos. Outra forma é reproduzir a estrutura completa por meio de síntese.
Uma terceira maneira, mais recente, consiste em modificar os produtores dos compostos por meio de engenharia genética.
Em alguns casos, a engenharia genética envolve transferir os genes responsáveis pelo composto de um organismo para outro - por exemplo, de uma planta para uma bactéria ou levedura.
A vantagem, no caso, é que as bactérias ou leveduras são mais fáceis de cultivar e crescem mais rapidamente do que as plantas. Por exemplo, um grupo nos Estados Unidos, liderado por Jay Keasling, da Universidade da Califórnia de Berkeley, conseguiu transferir os genes precursores da artemisinina para leveduras", detalhou a pesquisadora.
Uma terceira maneira, mais recente, consiste em modificar os produtores dos compostos por meio de engenharia genética.
Em alguns casos, a engenharia genética envolve transferir os genes responsáveis pelo composto de um organismo para outro - por exemplo, de uma planta para uma bactéria ou levedura.
A vantagem, no caso, é que as bactérias ou leveduras são mais fáceis de cultivar e crescem mais rapidamente do que as plantas. Por exemplo, um grupo nos Estados Unidos, liderado por Jay Keasling, da Universidade da Califórnia de Berkeley, conseguiu transferir os genes precursores da artemisinina para leveduras", detalhou a pesquisadora.
Medicamentos a partir de bactérias
O grupo liderado pela pesquisadora brasileira nos EUA trabalha com bactérias, tendo por horizonte o desenvolvimento de compostos antibióticos ou anticancerígenos.
"Nosso objetivo principal é entender como as bactérias sintetizam moléculas que podem ser usadas como antibióticos, quais são os genes envolvidos no processo. Com esse conhecimento, é possível fazer com que as bactérias produzam os compostos em maior quantidade, ou modificar as moléculas para que se tornem fármacos mais eficazes. É uma pesquisa básica, porém com a aplicação em mente," contou ela.
"Com o boom de sequenciamentos de genomas microbianos, ficou claro que o potencial biossintético dos microrganismos é muito maior do que se supunha. Uma bactéria típica, à qual são atribuídos alguns poucos compostos, pode produzir mais de 30, a partir de sua estrutura genômica. Ocorre que a maioria dos genes responsáveis pela biossíntese é silenciada ou não é bem expressa em condições laboratoriais de crescimento. Sabendo que genes são esses e qual é o seu potencial, torna-se possível ativar esses genes e obter os compostos correspondentes," concluiu.
