Um novo tipo de medicina, customizado com proteínas minúsculas

Alguns medicamentos comuns que salvam vidas, como a insulina, são feitos de proteínas tão grandes e frágeis que elas precisam ser injetadas em vez de ingeridas como pílulas. Mas uma nova geração de medicamentos, feita a partir de proteínas menores e mais duráveis, conhecidas como peptídeos, está a caminho. Numa palestra rápida e informativa, o engenheiro molecular e bolsista TED, Christopher Bahl, explica como ele está usando o design computacional para criar peptídeos poderosos que podem, um dia, neutralizar a gripe, proteger contra o envenenamento por botulismo e até impedir o crescimento de células cancerígenas.

Sou designer de proteínas,

e gostaria de apresentar
um novo tipo de medicamento.

Ele é feito de uma molécula
chamada "peptídeo restrito".

Há apenas alguns medicamentos
com essa molécula disponíveis hoje,

mas muitos outros entrarão
no mercado na próxima década.

Vou explicar como são feitos,

seu diferencial e a causa desta onda
de medicamentos novos e incríveis.

Peptídeos restritos
são proteínas minúsculas.

Eles têm ligações químicas extras
que restringem o formato da molécula,

e isso os torna incrivelmente estáveis,
bem como altamente potentes.

Nosso corpo produz alguns deles,
nos ajudando a combater

infecções bacterianas, fúngicas e virais.

E animais como cobras e escorpiões
usam peptídeos restritos em seu veneno.

Medicamentos feitos de proteína
são considerados biológicos.

Portanto, isso inclui peptídeos restritos,
assim como medicamentos como a insulina

ou drogas de anticorpos,
como Humira ou Enbrel.

E, em geral, medicamentos
biológicos são ótimos,

pois evitam efeitos colaterais
que as drogas podem causar.

Primeiro, proteína.

É um material totalmente natural
e não tóxico em nosso corpo.

Nossas células produzem dezenas
de milhares de diferentes proteínas,

e, basicamente, toda
a nossa comida tem proteína.

E segundo,

às vezes medicamentos têm interações
indesejáveis com moléculas no nosso corpo.

Comparados aos medicamentos
de moléculas minúsculas,

ou seja, os regulares, como a aspirina,
os biológicos são bem grandes.

Moléculas interagem quando adotam
formatos que se encaixam perfeitamente,

como uma fechadura e a chave.

Uma chave maior tem mais ranhuras,

então é mais provável que caiba
numa única fechadura.

Mas a maioria dos biológicos
também tem uma falha.

São frágeis e, geralmente, injetáveis,

pois nosso ácido estomacal
destruiria o medicamento

se fosse administrado por via oral.

Peptídeos restritos são o oposto.

São bem duráveis, como drogas comuns.

Então, é possível administrá-los
usando pílulas, inaladores ou pomadas.

É o que os torna tão desejáveis
para o desenvolvimento de drogas:

combinam algumas das melhores
características de molécula minúscula

e medicamentos biológicos em uma só.

Mas infelizmente,

a reengenharia dos peptídeos restritos
encontrados na natureza é muito difícil

para que se transformem
em novos medicamentos.

É aqui que eu entro.

Criar um novo medicamento se assemelha
muito à elaboração de uma chave

para encaixar numa fechadura específica.

Precisamos obter o formato correto.

Se o formato de um peptídeo restrito
for muito alterado,

as ligações químicas extras não se formam
e a molécula se desfaz por inteiro.

Então, precisávamos descobrir
como obter controle sobre seu formato.

Fiz parte de um esforço
científico colaborativo

que incluiu uma dúzia de instituições
por três continentes,

que se uniram para resolver esse problema.

Adotamos uma abordagem radicalmente
diferente dos esforços anteriores.

Em vez de alterar os peptídeos restritos
que encontramos na natureza,

descobrimos como construir novos
partindo do zero.

Então desenvolvemos software de design
de peptídeos de código aberto e gratuito,

que qualquer um pode usar e fazer o mesmo.

Para testar nosso método,

geramos uma série de peptídeos restritos

com uma grande variedade
de formatos diferentes.

Muitos deles nunca vistos
na natureza antes.

Produzimos esses peptídeos no laboratório.

Em seguida, com experimentos,
determinamos suas estruturas moleculares.

Ao comparamos nossos modelos projetados
com as estruturas moleculares reais,

descobrimos que nosso software
pode posicionar átomos individuais

com uma precisão que atinge
o limite do que é possível medir.

Há três anos, isso não podia ser feito.

Mas hoje, temos a capacidade
de criar peptídeos exclusivos,

com formatos personalizados
para o desenvolvimento de drogas.

Aonde essa tecnologia está nos levando?

Recentemente, meus colegas e eu
projetamos peptídeos restritos

que neutralizam o vírus da gripe,

protege contra
o envenenamento por botulismo

e bloqueia o crescimento
de células cancerígenas.

Alguns desses medicamentos
foram testados em ensaios pré-clínicos

com animais de laboratório

e, até agora, todos são seguros
e altamente eficazes.

O design de peptídeo restrito
é uma tecnologia de ponta,

e o processo de desenvolvimento
de drogas é lento e cauteloso.

Precisamos de três a cinco anos
para testá-los em humanos.

Mas durante esse tempo,

mais dessas drogas entrarão
no pipeline de desenvolvimento.

E, finalmente, acredito
que as drogas peptídicas projetadas

vão permitir que nos libertemos
das restrições de nossas doenças.

Obrigado.

(Aplausos)