Químicos da UF avançam uma nova fronteira no design de medicamentos

Foto cortesia de Matthew Eddy.

Uma equipe de pesquisa investiga um mecanismo há muito negligenciado por trás do tratamento de doenças

Por Emma Barrett – 22 de fevereiro de 2023

Uma equipe de pesquisadores da UF avançou nossa compreensão das camadas protetoras das células – uma descoberta microscópica com grande potencial para futuros projetos de medicamentos. A equipe, incluindo Matthew Eddy, professor assistente de química, e os estudantes de pós-graduação Naveen Thakur e Arka Ray, publicaram suas descobertas na importante revista científica Nature Communications. As descobertas abrem caminho para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas associadas a condições patológicas como inflamação, doenças neurodegenerativas e cancro, com o objetivo de avançar no design de medicamentos.

Segundo os pesquisadores, os receptores acoplados à proteína G (GPCRs), que estão incorporados nos fosfolipídios das membranas celulares, são uma parte crucial de muitos processos fisiológicos. Eles detectam sinais de estímulos externos, como hormônios, neurotransmissores e drogas, e os transmitem para o interior da célula, desencadeando uma resposta fisiológica. Apesar da sua importância, com um terço dos medicamentos aprovados pela FDA direcionados aos GPCRs, a compreensão científica dos mecanismos por trás da sinalização do GPCR permanece limitada. Portanto, a equipe procurou ampliar esse conhecimento.

“Nosso estudo destaca a importância de investigar mais detalhadamente a membrana celular, uma vez que essas proteínas de sinalização celular passam a maior parte do tempo ali”, disseram os pesquisadores.

Depois de testar a resposta aos medicamentos em uma variedade de ambientes de membrana, eles descobriram que a composição da membrana celular pode alterar significativamente a resposta das proteínas receptoras aos medicamentos. Consequentemente, fatores hereditários ou ambientais que influenciam a composição da membrana celular, como metabolismo, dieta e doenças, podem impactar a forma como os medicamentos interagem com o corpo humano.

Os novos insights obtidos com esta pesquisa mostram que lipídios específicos podem ter um impacto significativo na ativação de um tipo de GPCR que atua como um alvo importante no tratamento da doença de Parkinson e de vários tipos de câncer. A equipe destaca o potencial para exploração futura deste receptor, denominado receptor de adenosina A2A, como alvo para imunoterapias contra o câncer.

A pesquisa finalmente forneceu novos insights sobre a regulação dos processos celulares pelos GPCRs e forneceu novos critérios para o design racional de medicamentos que leva melhor em consideração o ambiente celular – o que evidentemente aumenta a eficácia do medicamento e contribui para a descoberta de medicamentos.

As descobertas foram possíveis graças a uma abordagem científica integrada entre grupos de pesquisa da Universidade da Flórida, dos Institutos Nacionais de Saúde e da Universidade de Delaware. “Estamos orgulhosos de fazer parte de uma equipe colaborativa e interdisciplinar que empregou uma ampla gama de metodologias experimentais, computacionais e baseadas em células para abordar o problema de pesquisa de vários ângulos”, disseram os pesquisadores.

Ao navegar pela abordagem multifacetada, os alunos de pós-graduação da UF que lideraram o estudo tiveram a oportunidade de desenvolver competências críticas para o seu desenvolvimento profissional, incluindo comunicação científica, gestão de projetos e trabalho em equipe.

“Durante o curso deste projeto, experimentei um crescimento notável como pesquisador”, disse Thakur. “Minhas aspirações profissionais são liderar pesquisas na descoberta de medicamentos de ponta na indústria farmacêutica e estou confiante de que minha experiência atual me preparou para ter sucesso em minha carreira futura.”

Leia o estudo completo aqui.