Pesquisadores avançam esforços para adaptar a entrega de medicamentos às 'usinas de energia' das células

Apr 25, 2023

Em um estudo usando células cultivadas em laboratório, Os pesquisadores da Johns Hopkins Medicine especializados em envelhecimento relatam que administraram com sucesso um medicamento comum para pressão sanguínea diretamente na membrana interna das mitocôndrias, as "usinas de energia" nas células de humanos, animais, plantas e na maioria dos outros organismos.

Desenvolver maneiras de direcionar diretamente essas partes produtoras de energia da célula para a entrega de drogas tem sido um objetivo para os pesquisadores porque as mitocôndrias dirigem, controlam ou desempenham um papel em quase todos os processos biológicos, incluindo a morte celular natural e o envelhecimento. Alterações ou declínios na atividade e nas vias mitocondriais estão intimamente alinhados com a diminuição da função e fragilidade dos órgãos. Mas por causa da estrutura de membrana dupla da mitocôndria, os cientistas acharam difícil fazer com que moléculas de drogas penetrem na membrana interna e obtenham acesso às funções centrais das organelas.

O novo estudo, descrito no PNAS nexus, relata um método que essencialmente sequestra um sistema já usado pelas mitocôndrias para transportar oxigênio e outros produtos químicos para a membrana interna.

"Nosso estudo mostra que podemos usar o sistema de transporte mitocondrial natural do corpo para fornecer medicamentos com muito mais precisão", diz Peter Abadir, MD, professor associado de medicina geriátrica e gerontologia na Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins.

Para o estudo, os pesquisadores sintetizaram em laboratório três proteínas de transporte de ocorrência natural que interagem com as mitocôndrias. Eles então fundiram um medicamento comumente prescrito para pressão arterial (losartan) a cada uma dessas três proteínas para determinar qual tinha a maior taxa de sucesso ao penetrar na membrana interna da mitocôndria. Essas proteínas fundidas, chamadas de mtLOS1, mtLOS2 e mtLOS3, quando introduzidas em células cultivadas em laboratório em ensaios separados, foram capazes de transportar a droga diretamente para a mitocôndria em uma concentração significativamente maior do que era possível com losartan livre não fundido à proteína de transporte . Isso pode ser visto sob um microscópio usando fluorescência.

Em um experimento de prova de conceito, os pesquisadores também testaram uma versão "embaralhada" do mtLOS, que não conseguiu penetrar na membrana interna.

Abadir diz que mais pesquisas são necessárias, mas o objetivo é usar o mtLOS ou outras vias de transporte natural para fornecer medicamentos que visam direta e eficientemente os desequilíbrios e perdas bioquímicas ligadas à inflamação crônica e à função enfraquecida dos órgãos, característica do envelhecimento e de muitos distúrbios.

“Sabemos que as pessoas envelhecem em parte devido ao declínio mitocondrial, e os cientistas vêm tentando obter terapias diretamente na organela para neutralizar esse declínio há décadas”, diz Abadir. “Esta é outra tentativa de fornecer compostos usando os sistemas naturais do corpo, o que pode reduzir bastante os efeitos colaterais negativos, tanto a curto quanto a longo prazo”.

Han Wang, Jeremey Walston, Peter Abadir e Ran Lin entraram com pedido de duas patentes com base nesta pesquisa. Todos os outros autores declararam não haver conflito de interesses.

Outros cientistas que contribuíram para esta pesquisa incluem Jude Phillip, Ran Lin, Andrew Cheetham, David Stern, Yukang Li, Yuzhu Wang, Han Wang, David Rini, Honggang Cui e Jeremy Walston da Johns Hopkins.

A pesquisa foi financiada pelo Johns Hopkins Older Americans Independence Center, pelo National Institute on Aging – National Institutes of Health, pelo Johns Hopkins University School of Medicine Discovery Fund Program-Synergy Award, pelo Nathan W. e Margaret T. Shock Aging Research Foundation e o Nathan Shock Scholar em Envelhecimento.

- Este comunicado de imprensa foi originalmente publicado no site da Johns Hopkins Medicine