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Validação de Alvos Moleculares e Estágios
do Desenvolvimento de Fármacos
Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Escola de Ciências da Saúde
Curso de Farmácia
Desenvolvimento de Fármacos
Prof. Dr. Pablo Machado
Professor Adjunto
Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
pablo.machado@pucrs.br
1. Introdução
Notas
• Biologia molecular é um ciência nova que data de ≈ 1975;
• Por isso os biofármacos demoraram para aparecer no cenário; 
1. Introdução 1. Introdução
2. Aumento da resolução dos alvos
• Microorganismos
➢ Primeiros antimicrobianos e vacinas
• Caracterização da atividade de certas proteínas
➢ Antipisicóticos, antiipertensivos e farmácos que atuam sobre o 
músculos cardíaco
• Era genômica permite visualizar as proteínas que pretendemos
modular
➢ Anticorpos monoclonais para tratamento de Cânceres, 
Inibirores da acetilcolinesterase para o tratamento do 
Alzheimer…
3. Validação
• Validar 
“Tornar(-se) ou declarar(-se) válido, conforme aos preceitos 
vigentes; legitimar(-se).”
• Como saber se a proteína em questão está relacionada com o 
fenótipo patológico ou com o crescimento e desenvolvimento do 
agente etiológico?
Abordagem genética 
in vitro
Abordagem genética 
in vivo
Validação da 
atividade
Validação da 
essencialidade
Vulnerabilidade do 
alvo em análise
Validação in vivo
Exemplo de um fluxograma de validação de alvos moleculares para 
o desenvolvimento de fármacos
3. Validação
• A mutagênese dirigida permite realizar a indução de mutações
específicas. O estudo das características de uma proteína pode
ser realizada por mutagênese dirigida. Um nucleotídeo específico
em um gene pode ser substituído por outro nucleotídeo. Isto
pode levar à alteração de um aminoácido da proteína codificada
por esse gene.
3. Validação
Validação da Atividade
3. Validação
Validação da Atividade
Estrutura Proteica
Modelo 
computacional
Mutagênese sítio 
direcionada
Transformação e 
expressão
Caracterização
3. Validação
Validação da Essencialidade
• O nocaute ou inativação de um gene é uma técnica genética
que consiste em bloquear a expressão de um gene específico
num organismo (um rato, uma planta, uma bactéria),
substituindo o gene original em seu locus por uma versão
modificada do mesmo para gerar uma versão não funcional,
incapaz de produzir a proteína que codificava o gene original.
3. Validação
Validação in vivo
• Os ratos knockout são modelos animais importantes no
estudo do papel dos genes que tenham sido sequenciados. Ao
fazer com que um gene em específico seja inativado, e
observando as diferenças relativamente ao comportamento ou
fisiologia regulares, os pesquisadores podem assumir a sua
relação com a patologia avaliada.
Nude Mice – Deleção gênica causa deterioração ou ausência do timo com
redução significative da produção de células T.
4. Estágios
Notas
• Há um número infindável de moléculas
• Oriundas de rocessos sintéticos ou provenientes de fontes naturais
• O número de possíveis alvos moleculares tem aumentado
Caso:
1 Triagem
Computacional
2 Ensaios
Bioquímicos
3 Ensaios
celulares
Aumento de Complexidade
➢ Compostos que excedem um certo valor de potência em ensaios
de ligação ao alvo ou modulação de alguma atividade são chamados
Hits Moleculares ou Hits
4. Estágios
• Se o identidade e pureza do composto for confirmada
• Juntamente com a confirmação de sua atividade
➢ O composto passará a ser chamado
Seguindo:
➢ Compostos passa a ser chamado
Hit Validado
• Se o hit provar sua atividade e seletividade em comparação
com uma série de moléculas análogas – Liderar a Série
• Apresentar originalidade, patenteabilidade e acessibilidade
• Possuir propriedades físico-químicas compatíveis com ADME
Composto Líder
4. Estágios
• Otimização da Eficácia in vivo
• Otimização das propriedades de ADME
• Ausência de toxicidade
➢ O composto será passará a ser chamado
➢ Compostos passa a ser chamado de
Líder otimizado ou
Candidato clínico
• Se a molécula passar pelos testes de segurança e eficácia em
humanos
Nova Entidade Molecular
Biblioteca de partida 
(N° limitado)
Solubilidade
Atividade In vitro 
sobre o alvo
Citotoxicidade Transporte (Ex.: 
Modelo CaCo)
Estabilidade 24 h (≠ 
condições)
Determinação 
Log P/log D
Solubilidade 
Extensiva (diferentes 
meios)
Ligação CYP 
Estabilidade Metab.
Ligação - Plasma
Biodisponibilidade 
(animal)
Eficácia em modelo 
animal
4. Estágios
Exemplo de um fluxograma de otimização de moléculas candidatas
a fármacos
5. Propriedade ideais de um fármaco
• Patenteabilidade e Registro
• Quatro etapas sintéticas sem metais pesados
como catalisadores
• Ausência de problemas ambientais no processo de obtenção
• Sem necessidade de purificação cromatográfica e pureza elevada
• Estável acima de 70°Celsius na presença de humidade e luz
• Sólido, cristalino, sem polimorfos e não higroscópico
• Solubilidade em água suficiente para a produção de soluções reais
• Biodiponibilidade oral >90% sem variação individual significante
•Elevada atividade e perfil farmacocinético compatível com a 
administração de uma dose diária de 5-10 mg
A atividade é necessária, mas não suficiente
para determinar a qualidade de um fármaco
6. Papel da Química medicinal 
• Consiste na escolha do alvo terapêutico (ensaio
bioquímico, celular ou modelo in vivo)
• Identificação ou descoberta de novas substâncias que interajam 
com o alvo
Descoberta
Otimização
• Relacionada com melhora da atividade da molécula
• Incremento de potência, seletividade e decrécimo da toxicidade
• SAR baseado no entendimento da ação em nível molecular
Desenvolvimento
• Continuação da otimização ADME – Ajuste fino
• Objetivo é obter uma substância para ensaios clínicos
• Compostos com absorção melhorada
6. Papel da Química medicinal 
• Formação de sais
• Trabalho farmacotécnico
•Eliminação de problemas que possam resultar na baixa adesão do 
paciente como:
➢ Irritação
➢ Sabor
➢ Odor
➢ Dor na administração
Desenvolvimento
7. Fases da atividade dos fármacos
• Liberação da forma farmacêutica de administração
• Farmacotécnica e tecnologia farmacêutica
• Para comprimidos a substância deve idealmente ser cristalina e 
não possuir baixo ponto de fusão
•Para injetáveis deve ser altamente solúvel em água - Sal 
Fase farmacêutica
Dissolução
7. Fases da atividade dos fármacos
• Equilíbrio entre hidro e lipossolubilidade
• Pró-fármacos
• Ação nem tão rápida e não tão longa
• Ajuste de posologia
Fase Farmacocinética
Processo de Absorção
7. Fases da atividade dos fármacos
• “O que fármaco faz com o corpo”
• Elucidação do mecanismo molecular da ação do fármaco
Fase Farmacodinâmica