Cientistas da Universidade da Califórnia em San Diego desenvolveram uma estratégia de química programável que libera medicamentos potentes apenas dentro de células-alvo, reduzindo drasticamente os efeitos colaterais. A inovação, chamada TRACE (tetrazine release and activation by cellular enzymes), utiliza uma gaiola molecular que mantém o fármaco inativo até encontrar uma enzima específica da célula doente.
O novo método promete transformar a quimioterapia, que atualmente afeta tanto células cancerosas quanto saudáveis de forma indiscriminada. Publicada na revista Nature Chemical Biology, a pesquisa foi liderada pelo professor Neal K. Devaraj, do Departamento de Química e Bioquímica da UC San Diego.
Devaraj pesquisa tetrazinas há quase duas décadas e foi um dos pioneiros no uso dessas moléculas para química bio-ortogonal, que permite reações controladas dentro de organismos vivos. As tetrazinas são moléculas que reagem rapidamente com parceiros específicos em reações de click chemistry, já utilizadas em ensaios clínicos para entrega de fármacos.
Até agora, essas reações apresentavam baixa seletividade, podendo ocorrer em células saudáveis, o que limitava sua precisão. A equipe de Devaraj resolveu esse problema encapsulando as tetrazinas em estruturas que só se rompem na presença de determinadas enzimas celulares.
Com isso, o fármaco doxorrubicina, um potente quimioterápico, foi liberado apenas quando a gaiola encontrou uma enzima superexpressa em células tumorais. Para aumentar a precisão espacial, os pesquisadores empregaram um sequestrador reativo concorrente que suprime a ativação fora das células-alvo, permitindo programar a química para funcionar exclusivamente em um tipo celular, conforme explicou Devaraj.
Além da entrega de drogas, o sistema TRACE foi aplicado na criação de sondas fluorescentes que só acendem após a ativação enzimática. Dessa forma, foi possível visualizar a atividade de enzimas como a fosfatase alcalina, frequentemente elevada em certos tumores, diretamente em células vivas. Os experimentos comprovaram que apenas as células que expressavam a enzima-alvo e a etiqueta molecular emitiam fluorescência, demonstrando alta seletividade.
O método abre caminho para repensar a forma como drogas e agentes de imagem são distribuídos no corpo humano. Devaraj afirmou estar interessado na ideia de redesenhar a entrega de fármacos e agentes de imagem, algo que o motivou a desenvolver as primeiras tetrazinas há muitos anos. Segundo ele, o campo continua surpreendendo mesmo após duas décadas de pesquisa.
A descoberta representa um avanço significativo na redução da toxicidade de quimioterápicos e pode beneficiar milhões de pacientes. O estudo foi viabilizado por financiamento de instituições científicas e recebeu destaque na imprensa internacional, conforme reportado pelo portal phys.org.