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Plataforma nova do chemBIOS para a revelação da droga

Apesar da procura crescente, o número de drogas recentemente desenvolvidos diminuiu continuamente nas décadas passadas. A busca para substâncias activas novas, sua produção, a caracterização, e a selecção para a eficácia biológica são muito complexas e caras. Uma das razões é que todas as três etapas estiveram realizadas separada até agora. Os cientistas do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (JOGO) têm sucedido agora em combinar estes processos em uma microplaqueta e, daqui, em facilitar e em acelerar os procedimentos para produzir substâncias prometedoras. Os agradecimentos à miniaturização, igualmente custos podem ser reduzidos significativamente. Os resultados são publicados agora nas comunicações da natureza (DOI 10.1038/s41467-019-10685-0).

A revelação da droga é baseada na selecção da alto-produção de grandes bibliotecas compostas. Contudo, a falta de metodologias miniaturizadas e parallelized para a síntese química da alto-produção na fase líquida e a incompatibilidade da síntese de compostos bioactive e de selecção para seu efeito biológico tem conduzido a uma separação restrita destas etapas até agora. Isto faz o processo caro e incapaz.

Por este motivo, nós desenvolvemos uma plataforma que combinasse a síntese de bibliotecas compostas com a selecção biológica da alto-produção em uma única microplaqueta.”

Benz de Maximilian do instituto do JOGO da toxicologia e da genética (ITG).

Esta plataforma assim chamada do chemBIOS é compatível com os solventes orgânicos para a síntese e soluções aquosas para selecções biológicas. “Nós usamos a plataforma do chemBIOS para executar 75 reacções paralelas do três-componente para a síntese de uma biblioteca dos lipidos, isto é as gorduras, seguidas pela caracterização usando a espectroscopia em massa, pela formação da em-microplaqueta de lipoplexes, e pela selecção biológica da pilha,” o Benz adiciona. Lipoplexes é os complexos nucleicos que podem ser pegados por eucariótica, isto é humano e animal, pilhas do ácido-lipido. “O todo o processo da síntese da biblioteca às tomadas da selecção da pilha somente três dias e aproximadamente 1 ml da solução total, demonstrando o potencial da tecnologia do chemBIOS à eficiência do aumento e acelera selecções e a revelação da droga,” Benz indica. Geralmente, tais processos precisam diversos litros dos reagentes, dos solventes, e das suspensões da pilha.

Recentemente, a tecnologia do chemBIOS foi nomeada para um dos primeiros três lugares do prêmio 2019 da inovação do NEULAND do JOGO por um júri dos representantes da pesquisa e da indústria.

Revelação da droga: Esforço grande e poucas batidas

Devido à despesa imensa do tempo e à separação espacial e metodológica da síntese dos compostos, da selecção, e dos estudos clínicos, revelação de drogas novas toma frequentemente mais de 20 anos e custos entre dois e quatro bilhão dólares.

A fase adiantada de revelação da droga é baseada tradicional em três áreas de ciência: os químicos sintetizam uma biblioteca grande de várias moléculas. Todos os compostos são produzidos, isolados, e caracterizados separada. Então, os biólogos analisam a biblioteca da molécula para a actividade biológica. Os compostos altamente activos, batidas assim chamadas, são retornados à química. Baseado nesta pré-selecção, os químicos sintetizam umas variações mais adicionais destes compostos. Estas bibliotecas secundárias da molécula contêm então compostos aperfeiçoados.

Depois que este ciclo foi repetido diversas vezes, alguns candidatos compostos prometedores estão transferidos à parte médica da revelação da droga, em que estes compostos são testados em estudos clínicos. De diversos então milhares de compostos sujeitou às primeiras selecções, simplesmente um ou às vezes nenhum composto alcança a última etapa da revelação da droga: aprovação da droga nova. Este processo é demorado e exige uma grande escala dos materiais e dos solventes. Isto faz a revelação mais cara e mais lenta e igualmente limita o número de substâncias selecionadas a um número praticável.

Source:
Journal reference:

Benz, M. et al. (2019) Marrying chemistry with biology by combining on-chip solution-based combinatorial synthesis and cellular screening. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-019-10685-0.