Estudando a cristalização no espaço para melhorar remédios na Terra

A cristalização no espaço (Créditos: NASA)

Na Estação Espacial Internacional da NASA (ISS), a tripulação está agora empenhada na tarefa de observar o crescimento de cristais em microgravidade. Essa observação vai melhorar a forma como cristais são produzidos na Terra e acelerar o desenvolvimento de novos fármacos, beneficiando pessoas de todo o mundo.

A importância de melhorar o processo de cristalização é uma forma de tentar acelerar o surgimento de novos remédios uma vez que para muitas doenças (principalmente as transmitidas por bactérias), os remédios atuais já se mostram ineficientes.

Sabemos que as proteínas são de suma importância para o corpo humano. Cristalizar uma proteína significa saber mais sobre a sua estrutura, que são características centrais delas. Assim, sabendo como é a sua forma em 3D, será mais fácil observar o envolvimento delas com doenças e, assim, desenvolver remédios que possam interagir com estruturas específicas e combater doenças de forma mais rápida.

Atualmente há duas pesquisas na ISS sobre o tema: o LMM Biophysics 1, que visa observar o efeito no transporte de moléculas grandes na cristalização de proteínas em microgravidade e a LMM Biophysics 3, que irá estudar a formação dos cristais de forma geral.

O astronauta Paolo Nespoli observando alguns processos de cristalização (Créditos: NASA)

Os pesquisadores já perceberam que os cristais feitos no espaço contêm menos imperfeições do que os feitos na Terra. Uma teoria para explicar isso é de que os cristais de maior qualidade crescem mais lentamente em microgravidade devido á falta de convecção de líquidos induzida pela flutuabilidade. Outra teoria diz que um nível de purificação mais alto é alcançado apenas em microgravidade.

“Quando você purifica proteínas para crescer em cristais, as moléculas de proteína tendem a ficar umas com as outras de forma aleatória”, explica Lawrence DeLucas, pesquisadora da LMM Biophysics 1. “Estes agregados de proteínas podem então incorporar nos cristais crescentes causando defeitos, perturbando o alinhamento de proteínas, o que reduz a qualidade de difração de raios X do cristal”.

Também há a dúvida sobre se há algum cristal em particular que se beneficia totalmente da microgravidade, além de um entendimento completo sobre o porque que os cristais feitos no espaço têm uma qualidade tão superior aos da Terra. Alguns resultados preliminares mostram que apenas alguns tipos de proteínas, com formas específicas, são capazes de beneficiar totalmente da cristalização no espaço — e são nessas proteínas que a indústria farmacêutica tem que se concentrar.

“Algumas proteínas são como blocos de construção”, explica Edward Snell, pesquisador principal do LMM Biophysics 3. “É muito fácil empilha-los e estes não se beneficiam da microgravidade. Já outros são como geleia; quando você quer empilha-los na Terra eles saem rolando e não ficam de certa forma organizados. Esses sim são os beneficiados pela microgravidade”.

Dessa forma, eles pretendem obter um entendimento completo a cerca do funcionamento das proteínas e sua relação íntima com determinadas doenças, principalmente as mais graves e as que já estão praticamente sem remédios para combatê-las.