O que é o Rational Drug Design?

Ao longo da maior parte da história da ciência médica, novas drogas foram descobertas através de um processo de tentativa e erro ou simplesmente por pura sorte. À medida que a demanda por medicamentos novos e mais eficazes aumenta, um novo método de desenvolvimento de medicamentos, chamado design racional de medicamentos, começa a substituir os métodos antigos. Na concepção racional de medicamentos, os compostos biologicamente ativos são especificamente projetados ou escolhidos para trabalhar com um alvo específico de medicamento. O design racional de medicamentos geralmente envolve o uso de software de design molecular, usado pelos pesquisadores para criar modelos tridimensionais de medicamentos e seus alvos biológicos. Por esse motivo, o processo também é conhecido como design de medicamentos auxiliado por computador.

Um alvo de droga, ou alvo biológico, é geralmente um dos dois tipos. O primeiro tipo é uma molécula no corpo humano que causa doenças quando está com algum defeito. A segunda é uma molécula de um microorganismo causador de doença. O desenvolvimento de medicamentos envolve descobrir ou projetar novos compostos químicos que interagem com esses alvos de maneira benéfica, como interagindo com o colesterol para removê-lo do corpo ou interagindo com um vírus para causar sua morte.

Os métodos mais antigos de desenvolver novos medicamentos têm várias falhas que tornam a descoberta de medicamentos um negócio caro. O método mais fácil e rápido de desenvolver uma nova droga é simplesmente descobrir, com pura sorte, que um determinado composto é biologicamente ativo contra um alvo de interesse da droga. Talvez o incidente mais famoso tenha sido a descoberta da penicilina por Alexander Fleming em 1928. O microbiologista descobriu o primeiro antibiótico quando algumas culturas bacterianas com as quais ele estava trabalhando se contaminaram com um fungo bactericida. Obviamente, esse tipo de descoberta casual não ocorre com muita frequência, e a sorte não é algo em que as empresas farmacêuticas se baseiam para o desenvolvimento de novos medicamentos.

O método mais comum usado para desenvolver novos medicamentos é um processo demorado e em larga escala chamado triagem combinatória de bibliotecas. Nesse processo, um grande número de compostos químicos é criado e depois rastreado quanto à atividade biológica. Se um determinado composto mostra sinais de interação com um alvo biológico, ele recebe mais atenção e pode ser desenvolvido em um novo medicamento. Esse processo pode levar muitos anos e enormes quantias de dinheiro, e mesmo no final do período de desenvolvimento, o medicamento pode não ser eficaz o suficiente ou seguro o suficiente para uso humano.

O design racional de medicamentos é um processo mais simplificado que requer uma consideração cuidadosa do alvo do medicamento e do próprio medicamento. Esse método de design de medicamentos usa equipamento especial para examinar a estrutura tridimensional de um alvo de medicamento e, em seguida, encontrar um composto que possa interagir com o alvo. Portanto, o design racional de medicamentos requer um conhecimento significativo da química e da biologia, porque as interações químicas entre os medicamentos e seus alvos são o que determinam se um medicamento é biologicamente ativo.

Os compostos podem ser localizados para teste de duas maneiras. O primeiro envolve o uso da triagem combinatória da biblioteca. Nesse caso, no entanto, o processo é simplificado, porque os pesquisadores que usam métodos racionais de design de medicamentos examinam a biblioteca quanto a compostos com uma forma suficientemente específica para interagir com o alvo de interesse da droga. O segundo método envolve o design real de um composto que pode interagir com o alvo. Isso requer consideração da composição química do composto e conhecimento de quais grupos químicos o composto pode exigir para ser capaz de interagir com o alvo da droga.

O primeiro medicamento desenvolvido usando um processo de design racional de medicamentos foi um medicamento antiviral chamado Relenza®. Este medicamento foi projetado para interagir com uma proteína influenza chamada neuraminidase. Sem essa proteína, o vírus influenza não pode infectar novas células; portanto, o tratamento com a droga pode reduzir a duração da doença. Outros medicamentos racionalmente projetados incluem medicamentos para HIV, como ritonavir e indinavir, que interagem com proteínas virais chamadas proteases.