Em 2009, a gigante farmacêutica GlaxoSmithKline publicou um artigo na Antiviral Research descrevendo uma nova droga promissora que seus cientistas estavam investigando. A droga, chamada GSK983, era um antiviral de amplo espectro - uma droga que podia combater uma variedade de diferentes vírus - que parecia ser eficaz contra o HPV, mononucleose e muito mais. O artigo descreveu a síntese e os efeitos do composto e concluiu que justificava mais estudos. Mas, estranhamente, de acordo com o estudo, os pesquisadores não tinham idéia de como o composto funcionava.
O gigante farmacêutico colocou muitos recursos na droga; um artigo correspondente mostra a síntese na escala de quilogramas, e alguns ensaios com animais foram conduzidos. Então, a empresa silenciosamente cessou seus experimentos. GSK983 foi abandonado.
Anos se passaram, mas a droga não foi esquecida. Quando nenhum artigo subseqüente saiu, um grupo de cientistas da Universidade de Stanford decidiu resolver o problema eles mesmos. "Foi interessante que houvesse um bom antiviral que a indústria deixou sozinha, provavelmente porque eles não conseguiam explicar o modo de ação dessa droga", diz Jan Carette, que dirige um laboratório de virologia na Stanford School of Medicine. Carette colaborou com colegas dos departamentos de genética e química em um estudo publicado na Nature Chemical Biology em março, que examinou o mecanismo da GSK983 e abordou alguns de seus problemas.
Graças a várias novas técnicas, a GSK983 pode ter um futuro - uma que ajudaria os médicos a combater doenças emergentes como o Zika, sem ter que passar por tanta burocracia da FDA. Mas GSK983 é apenas uma droga, aplicável apenas a certas classes de vírus. Poderia ser ótimo, ou poderia ser apenas um em uma linha de compostos na busca de antivirais de amplo espectro - e um programa de dupla triagem genética pioneiro neste estudo poderia ser uma ferramenta potente que aceleraria todo o processo.
Se você tem uma infecção bacteriana, você vai ao médico, que prescreve um antibiótico. Alguns são mais eficazes do que outros, e alguns são mais adequados para infecções específicas, mas, em geral, se você jogar um antibiótico em uma bactéria, isso irá esclarecer a infecção. Não é assim com os vírus, a maioria dos quais requerem seus próprios medicamentos direcionados ou vacinas. O processo para desenvolver esses tratamentos pode se estender por uma década ou mais, quando o vírus sempre evoluiu e mudou.
É por isso que um antiviral de amplo espectro pode ser tão poderoso. Ter uma droga (ou um pequeno número de drogas) aplicável em epidemias emergentes como Zika, bem como doenças raras que não atraem a atenção suficiente para garantir medicamentos específicos, seria extremamente importante para as empresas farmacêuticas e para as organizações de saúde pública, acelerando a resposta global à epidemia e salvando vidas.
Mas tipicamente, o desenvolvimento antiviral é um processo dolorosamente lento. Ao contrário das bactérias, que são suscetíveis aos antibióticos em geral, é um desafio produzir compostos que ataquem múltiplos vírus porque a maneira como os vírus se reproduzem é tão variada, e porque eles são ativos nas células do hospedeiro, explica Johan Nyets, professor de virologia em a Universidade de Leuven, na Bélgica, que vem defendendo pesquisas de amplo espectro há décadas.
O ritmo do desenvolvimento de medicamentos pode ser fundamental para minimizar a escala de um surto. “Se um novo patógeno está surgindo, como foi o caso do Zika, e você tem que começar a desenvolver drogas no momento em que esse novo patógeno surge, você está atrasado porque leva em média 8-10 anos antes de ter um composto. desenvolvido no laboratório para uso clínico ”, diz Nyets. Enquanto o Congresso debate como (e quanto) financiar a pesquisa sobre o Zika, ficamos cada vez mais para trás.
O GSK983 tem como alvo uma classe de vírus que seqüestra o RNA de uma célula hospedeira e usa esse mecanismo de replicação para gerar mais vírus. Interromper esse processo (uma técnica conhecida como alvo do hospedeiro) é uma maneira de atacar uma infecção, mas como as enzimas que o vírus usa para seqüestrar a célula hospedeira são importantes para o próprio hospedeiro, os efeitos colaterais geralmente matam ou impedem as próprias células. está tentando proteger.
A tripulação de Stanford suspeitou que isso poderia ser o que estava segurando GSK983 de volta. No artigo original, os autores mencionaram que as células hospedeiras às vezes morrem ou deixam de se multiplicar quando a droga é administrada. "O desafio é separar os efeitos antivirais e de inibição do crescimento", escreveram os autores. A GlaxoSmithKline confirmou que a droga nunca evoluiu para testes em humanos devido à toxicidade.
"Nós realmente não temos idéia do que os planos da GSK eram para essa droga, quais são suas descobertas, internamente", diz Michael Bassik, um professor assistente cujo laboratório realizou testes genéticos para o estudo de Stanford. Bassik precisava descobrir exatamente quais genes a droga tinha como alvo, para que eles pudessem descobrir o que estava matando as células. Para fazer isso, ele empregou uma técnica totalmente nova - ou, na verdade, duas técnicas em paralelo: interferência CRISPR e RNA.
CRISPR é a mais recente tecnologia de edição genética do gene, usando uma proteína para emendar, ou neste caso, cortar informações genéticas. Não é tão simples como alternar um interruptor, mas o processo efetivamente desliga os genes, um de cada vez, para ver qual altera o comportamento do medicamento.
A interferência de RNA, por outro lado, introduz um fragmento de dados de RNA que, quando transcritos, suprimem a ação do gene, ao invés de desligá-lo completamente. Como isso modifica a função dos genes, em vez de destruí-los, eles mantêm algumas de suas ações. Assim, a técnica gera dados sobre genes essenciais que, se fossem eliminados completamente, matariam a célula.
Cada técnica encontra um conjunto diferente de genes; Ao fazer uma referência cruzada, a equipe de Stanford foi capaz de isolar alvos prováveis - isto é, os genes (e as enzimas que eles produzem) que a droga afeta.
“O objetivo deste artigo é dizer que, ao fazer essas duas estratégias em paralelo, você obtém uma visão muito mais abrangente da biologia do sistema e, nesse caso, da biologia da maneira como essa droga específica funciona” diz Bassik.
O que foi mostrado foi o seguinte: o GSK983 funciona como um interferon - ele bloqueia uma enzima chamada DHODH que é usada na replicação. (Este foi, de fato, o palpite da GlaxoSmithKline também.) Sem essa enzima, nem o vírus baseado em RNA nem a célula baseada em DNA podem se replicar. Essa percepção dá aos pesquisadores uma melhor compreensão de como aproveitar o composto para combater esses tipos de vírus sem matar as células que estão tentando salvar.
Isso ainda deixa o problema da toxicidade. Mas, sabendo o que a enzima foi bloqueada, a equipe de Stanford foi capaz de restaurar apenas a replicação do DNA, adicionando um composto chamado de desoxicitidina, revertendo assim a toxicidade, mas não a atividade antiviral. Eles demonstraram sua eficácia com a dengue, diz Carette, e os próximos passos incluem testá-la no zika.
Isso só foi testado in vitro no estudo, aponta Bassik, e testes in vivo estão em andamento. Sugere potencial futuro para GSK983, mas talvez mais importante, mostra que a tela dual CRISPR / RNA pode ser útil contra um dos principais obstáculos da descoberta de drogas. "Você tem uma série de moléculas, você não sabe qual é o seu alvo", diz Bassik. “[Se] pudermos entrar com essa tecnologia e identificar o alvo real, isso realmente deve facilitar o desenvolvimento dessas drogas.”
A GlaxoSmithKline, por sua vez, está ouvindo. “O interesse renovado nos motivou a analisar novamente como podemos publicar esses dados e disponibilizar as informações para a comunidade científica”, diz a porta-voz Kathleen Cuca.
