Para onde vai um medicamento no corpo? Para a maioria dos medicamentos, os cientistas só conseguem responder a essa pergunta com suposições informadas. Embora os métodos tradicionais meçam a concentração de um medicamento em órgãos como o fígado, eles não conseguem determinar exatamente a quais células o medicamento se liga – ou descobrir locais de ação inesperados.
“Normalmente, não temos ideia de como um medicamento interage com sua molécula-alvo depois de entrar no corpo”, diz o Professor Li Ye, titular da Cátedra N. Paul Whittier no Scripps Research Institute e pesquisador do Howard Hughes Medical Institute. “Tem sido uma caixa preta até agora.”
Ye e seus colegas desenvolveram uma técnica de imagem inovadora que visualiza as células individuais às quais os medicamentos se ligam em todo o corpo de um camundongo. Em um estudo publicado hoje na Cell, eles usaram seu método – chamado vCATCH – para mapear dois medicamentos comuns contra o câncer. Os resultados mostraram que um dos medicamentos se ligava inesperadamente ao coração e aos vasos sanguíneos, o que pode explicar seus riscos cardiovasculares. A aplicação dessa abordagem para investigar os locais de ligação de novos medicamentos durante a fase de desenvolvimento pode ajudar a minimizar tais riscos.
Os ensaios clínicos mostram se um medicamento é eficaz no tratamento de uma doença e quais efeitos colaterais são comuns. No entanto, até agora, tem sido impossível determinar o que o medicamento está fazendo em cada célula individual do corpo. Métodos anteriores de rastreamento de medicamentos baseavam-se na trituração de amostras de tecido para análise ou em técnicas de baixa resolução, como a imagem de radioisótopos. Em ambos os casos, os pesquisadores só conseguiam estimar grosseiramente em quais órgãos um medicamento estava viajando, não em quais células específicas.
Em 2022, o laboratório de Ye apresentou o CATCH: um método para visualizar exatamente as células às quais os medicamentos se ligam na superfície de órgãos como o cérebro. No novo trabalho, eles escalaram essa abordagem para que funcione em qualquer lugar, mesmo no interior de órgãos maiores como o cérebro, coração e pulmões.
O método CATCH funciona com medicamentos covalentes, que são medicamentos que formam ligações permanentes com suas moléculas-alvo. Os cientistas adicionam um pequeno grupo químico a esses medicamentos antes de injetá-los em camundongos. Os medicamentos se ligam como de costume e, após a remoção do tecido, os pesquisadores tratam-no com um corante fluorescente e uma molécula de cobre. Isso permite uma reação química rápida na qual o corante é anexado ao grupo químico do medicamento. Isso permite rastrear onde cada molécula de medicamento individual está localizada. Essa reação de “química click” altamente seletiva, na qual os produtos químicos se juntam como peças de Lego, foi desenvolvida no Scripps Research Institute por K. Barry Sharpless, Professor de Química WM Keck, que recebeu o Prêmio Nobel de Química de 2022 por essa invenção.
