Biochip acelera desenvolvimento de medicamentos

Processador de medicamento

Pesquisadores da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, criaram um biochip capaz de acelerar significativamente o processo de desenvolvimento de medicamentos.

Esta versão do biochip tem 64 nanossensores, que aparecem como pequenos pontos pretos na matriz 8 x 8 no centro da parte iluminada.

O biochip, dotado de nanossensores muito sensíveis, analisa a forma como as proteínas se ligam umas às outras, um passo crítico para avaliar a eficácia e os possíveis efeitos colaterais de um medicamento em potencial.

Uma única matriz de um centímetro quadrado desses nanossensores monitora, simultânea e continuamente, milhares de vezes mais eventos de ligação de proteínas do que qualquer sensor existente.

Ligação de proteínas

O novo sensor também é capaz de detectar as interações com maior sensibilidade e fornecer os resultados significativamente mais rápido do que as técnicas atuais.

"Você pode encaixar milhares, dezenas de milhares de diferentes proteínas de interesse no mesmo chip e executar os experimentos de ligação de proteínas de uma só vez," disse Shan Wang, que liderou a pesquisa.

Em tese, segundo o pesquisador, em um único teste no biochip, é possível medir a afinidade de uma droga com cada proteína no corpo humano.

Processamento paralelo

O poder do biochip se fundamenta em dois avanços obtidos pela equipe.

Primeiro, o uso de nanopartículas magnéticas ligadas à proteína que está sendo estudada aumenta a sensibilidade do monitoramento.

Em segundo lugar, um modelo de análise que os pesquisadores desenvolveram lhes permite prever com precisão o resultado final de uma interação com base em apenas alguns minutos de coleta de dados - as técnicas atuais normalmente monitoram não mais do que quatro interações simultâneas, e o processo pode levar horas.

Esta ilustração mostra os nanossensores (quadrados laranja) com diferentes proteínas (várias cores) ligadas a cada sensor. Quatro proteínas de uma medicação em potencial (Y azuis) são dotadas de nanomarcadores magnéticos (esferas cinza).

Chip cobaia

"Digamos que estamos pesquisando um medicamento contra o câncer de mama," explica Richard Gaster, coautor da pesquisa. "O objetivo da droga é ligar-se a proteínas-alvo nas células do câncer de mama tão fortemente quanto possível. Mas nós também queremos saber o quão fortemente essa droga poderia se ligar de forma indesejável a outras proteínas no corpo."

Para descobrir isso e testar o novo biochip, os pesquisadores inseriram nele proteínas do câncer de mama juntamente com as proteínas do fígado, pulmões, rins e outros tipos de tecido.

Em seguida, eles acrescentaram a medicação com seus marcadores magnéticos e acompanharam com quais proteínas e com que força o fármaco se uniu.

"Assim, podemos começar a prever os efeitos adversos dessa droga, sem nunca colocá-la em um paciente humano," diz Gaster.