Gotículas em alta velocidade aceleram síntese de medicamentos em até 1 milhão de vezes

Pesquisadores da Universidade Purdue, nos Estados Unidos, desenvolveram um método inovador que utiliza gotículas microscópicas em alta velocidade para sintetizar compostos essenciais à produção de medicamentos. A técnica elimina a necessidade de catalisadores e altas temperaturas, conforme estudo publicado no Journal of the American Chemical Society. A descoberta pode reduzir drasticamente os prazos de desenvolvimento de novos fármacos.

O sistema foi criado pela equipe do professor Graham Cooks, titular da cátedra Henry Bohn Hass de Química na Purdue e membro do Instituto de Pesquisa do Câncer da universidade. A técnica utiliza ionização por eletropulverização de dessorção, conhecida como DESI, com um braço robótico para automatizar o fluxo de trabalho.

As amostras são dispostas em lâminas de alta densidade que comportam milhares de pontos microscópicos. Um bocal pulveriza solvente com gotículas carregadas sobre o material, e o impacto levanta as moléculas componentes, direcionando-as para análise no espectrômetro de massa. Como nenhuma preparação prévia é exigida, o sistema processa aproximadamente uma amostra por segundo, totalizando cerca de 3.600 experimentos por hora.

A inovação está no modo de síntese, acionado ao aumentar a distância entre a lâmina e o ponto de entrada do instrumento. Com esse trajeto ampliado, as gotículas se transformam em microrreatores ultrarrápidos que promovem reações químicas na superfície do líquido enquanto viajam pelo ar. Segundo reportagem do Phys.org, essas reações ocorrem até um milhão de vezes mais rápido do que em soluções convencionais.

Nicolás Morato, professor assistente de pesquisa no PICR e integrante do Aston Labs, explicou que o fenômeno se deve ao ambiente único criado na superfície das microgotas. Estamos usando essa capacidade para sintetizar rapidamente bibliotecas de compostos químicos que podem servir ao desenvolvimento de tratamentos contra o câncer, antibióticos e até defensivos agrícolas, afirmou o pesquisador. O mesmo equipamento também testa a atividade biológica das substâncias recém-criadas, avaliando seu efeito contra enzimas cancerígenas ou diretamente em células tumorais.

A equipe demonstrou a eficácia da plataforma sintetizando heterociclos nitrogenados, compostos fundamentais para diversos tipos de fármacos e produtos industriais. Tradicionalmente, a produção dessas moléculas exige altas temperaturas, longos períodos de incubação e uso de catalisadores caros, o que encarece e retarda o processo. Com o sistema DESI, a mesma transformação química ocorre em condições ambientes e sem qualquer material adicional.

O avanço tem implicações significativas para a indústria farmacêutica global. Processos que hoje consomem entre 10 e 15 anos no desenvolvimento de um único medicamento poderão ser encurtados, acelerando a chegada de novas terapias a pacientes que dependem de sistemas públicos de saúde. A tecnologia já foi patenteada pelo escritório de comercialização da Purdue junto ao Escritório de Patentes e Marcas dos Estados Unidos.

Além da economia de tempo, o método reduz o consumo de recursos materiais e energéticos, alinhando-se a princípios de química verde e sustentabilidade. A eliminação de catalisadores e altas temperaturas diminui a pegada ambiental da produção farmacêutica, um setor historicamente intensivo em energia e solventes tóxicos. A plataforma opera com amostras não purificadas, colhidas diretamente do ambiente de pesquisa, e preserva o material original para experimentos futuros, eliminando desperdícios.