Químicos alcançam um avanço: editar moléculas em vez de as reconstruir
A investigação farmacêutica moderna permite testar facilmente centenas de variantes de uma molécula
Anúncios
Há mais de cem anos que os químicos vêm construindo moléculas complexas passo a passo – ligação a ligação, átomo a átomo. Mas e se, em vez de remontar meticulosamente as moléculas, estas pudessem ser diretamente «reescritas»? É exatamente isso que uma equipa de investigação liderada pelo químico orgânico Nuno Maulide, da Universidade de Viena, conseguiu agora. Num artigo publicado recentemente, os investigadores descrevem um método que permite que uma das classes mais importantes de moléculas na química – as chamadas N-metilaminas – seja transformada direta e seletivamente em estruturas significativamente mais complexas. Isto estabelece as bases para a investigação farmacêutica moderna: com o novo método, centenas de variantes de uma molécula podem ser facilmente preparadas. O trabalho foi publicado na Nature Chemistry.
«As aminas estão em todo o lado. Proteínas, medicamentos, neurotransmissores – praticamente todos os processos biológicos dependem das aminas. Isto torna a capacidade de modificar direta e seletivamente tais estruturas ainda mais importante», afirma Uroš Vezonik, estudante de doutoramento no grupo de Maulide na Universidade de Viena e coautor principal do estudo. «As aminas, com as suas propriedades especiais, são componentes essenciais de todas as estruturas da vida. E como os organismos interagem tão bem com as aminas, as aminas não naturais também têm frequentemente um impacto significativo nos sistemas biológicos», acrescenta Nuno Maulide.
Editar moléculas em vez de as reconstruir
No cerne do trabalho está um problema que tem ocupado a química sintética há décadas: a modificação seletiva das chamadas N-metilaminas secundárias, compostos nos quais um átomo de azoto (amina) transporta um grupo metilo (CH₃). Estas estruturas encontram-se em inúmeros fármacos e moléculas biologicamente ativas.
Até agora, a sua modificação direcionada exigia, normalmente, sínteses complexas em várias etapas ou a utilização de catalisadores metálicos sensíveis. O novo método adota uma abordagem fundamentalmente diferente: em vez de reconstruir completamente moléculas complexas, apenas uma pequena parte da molécula é substituída – uma espécie de «correção de texto» molecular. Para tal, os investigadores utilizam alcenos simples, compostos de hidrocarbonetos facilmente disponíveis, para substituir diretamente o grupo metilo de uma amina por fragmentos significativamente mais complexos. A equipa refere-se a este princípio como «Alkyl Swap». «O que é fascinante é a simplicidade», explica Daniel Kaiser, da Universidade de Viena, coautor do estudo. «É possível modificar moléculas altamente complexas num ponto muito específico sem tocar no resto da molécula.»
«Química de banheira» – nova reação em condições surpreendentemente suaves
Particularmente notável é a robustez da reação. Muitos métodos modernos para funcionalizar aminas requerem condições estritamente isentas de água e oxigénio, fotocatalisadores especiais ou reagentes sensíveis. A nova reação, por outro lado, funciona em condições surpreendentemente simples – e é, por isso, referida por Maulide como «química da banheira». «A reação é tão simples que, em teoria, seria possível realizá-la numa banheira (com aquecimento)», explica Maulide. «Claro que continuamos a recomendar um laboratório», brinca.
Giulia Iannelli, coautora principal e ex-investigadora de pós-doutoramento no grupo de Maulide, confirma: «Isto permite-nos funcionalizar aminas complexas que não poderiam ser transformadas desta forma com qualquer outro método conhecido. É isso que torna este processo tão valioso.»
Avanço para a investigação farmacológica moderna
Para demonstrar o poder do método, a equipa testou a reação numa variedade de moléculas farmacologicamente relevantes. Estas incluíram derivados de medicamentos bem conhecidos, como a fluoxetina, a duloxetina, a sertralina, a atomoxetina e o citalopram. Além disso, sintetizaram com sucesso vários medicamentos comercialmente importantes numa única etapa de reação.
O método revelou-se também adequado para a modificação em fase avançada de moléculas farmacológicas complexas, reações de funcionalização de peptídeos, a síntese de conjugados peptídeo-fármaco e a produção rápida de bibliotecas moleculares relevantes do ponto de vista médico. Na investigação farmacológica moderna, onde muitas vezes é necessário testar centenas de variantes de uma molécula, esta estratégia poderá oferecer vantagens significativas.
Uma nova forma de pensar na química sintética
A importância deste trabalho reside não só na reação específica, mas também na lógica subjacente. Enquanto as sínteses clássicas de aminas dependem tipicamente de aldeídos e agentes redutores, o novo método utiliza alcenos simples como materiais de partida estáveis e facilmente disponíveis.
«O que mais nos entusiasma é a nova forma de pensar que este método permite», afirma Maulide. «De repente, moléculas que antes eram extremamente difíceis de sintetizar tornam-se muito mais acessíveis.» O que parece enganosamente simples no papel – uma amina, um alceno e formaldeído num recipiente de reação – poderia, assim, afirmar-se como um passo significativo para a edição molecular moderna.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Outras notícias do departamento ciência
