Produtos Naturais : P&D de fármacos

Os produtos naturais são provenientes de várias fontes naturais, plantas,micróbios e animais. Os produtos naturais podem ser um organismo inteiro (por exemplo, uma planta, um animal ou microrganismo), uma parte de um organismo (por exemplo, folhas ou flores de uma planta, um órgão animal isolado), um extrato ou parte de um organismo ou compostos puros (por exemplo, alcalóides, cumarinas, flavonóides, lignanas, esteróides e terpenóides) isoladas de plantas, animais ou microrganismos. No entanto, na prática, o conceito de produto natural refere-se a metabólitos secundários, pequenas moléculas (peso molecular <1500 amu), produzido por um organismo, mas não estritamente necessáriopara a sobrevivência do organismo.
O uso de produtos naturais, especialmente plantas, para a cura é tão antiga e universal como a própria terapêutica. O uso terapêutico das plantas certamente remonta aos sumérios e a civilização acadiana por volta do terceiro milênio aC. Hipócrates (c.460-377 aC), um dos autores antigos que descreveu medicamentos naturais de origem vegetal e animal, listou cerca de 400 espécies diferentes de plantas para fins medicinais. Produtos Naturais têm sido uma parte integrante do antigo sistema de medicina tradicional, por exemplo, Chinês, no Ayurvedic (conhecimento médico desenvolvido na Índia há cerca de 7 mil anos), árabe e egípcio. Mesmo agora, as tradições da terapia contínua de produtos naturais existem em todo o mundo, especialmente no oriente, onde numerosos minerais, substâncias de animais e plantas ainda estão em uso comum. Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), cerca de 3,4 bilhões de pessoas no mundo em desenvolvimento dependem de medicamentos à base de plantas tradicionais. Isso representa cerca de 88 % dos habitantes do mundo, que se baseiam principalmente na medicina tradicional para os seus cuidados de saúde primários. Só na China, 7.295 espécies de plantas são utilizadas como agentes medicinais. A natureza tem sido uma fonte potencial de agentes terapêuticos para milhares de anos. Um número impressionante de medicamentos modernos têm sido derivadas de fontes naturais.Ao longo do século passado, uma série de medicamentos mais vendidos foram desenvolvidos a partir de produtos naturais.Antineoplásico vincristina da Vinca rosea, morfina, analgésico narcótico do Papaver somniferum, droga antimalárica artemisinina da Artemisia annua, droga antineoplásica Taxol1 da Taxus brevifolia  antibióticos como as penicilinas  do Penicillium spp. são apenas alguns exemplos.


Embora a descoberta de drogas pode ser considerada um conceito recente que evoluiu a partir da ciência moderna, no século 20, na realidade, o conceito de descoberta de drogas remonta muitos séculos e tem suas origens na natureza. E outra vez, os seres humanos se voltaram para a Mãe Natureza para curas e descobriram moléculas de droga únicas. Assim, o conceito de produto natural se tornou quase sinônimo com o conceito da descoberta da droga. Assim, o conceito de produto natural se tornou quase sinônimo com o conceito de descoberta da droga. Na descoberta da droga e processos modernos de desenvolvimento, produtos naturais desempenham um papel importante na fase inicial da descoberta "principal", ou seja, a descoberta da molécula ativa (determinado por vários bioensaios) natural, que em si ou dos seus análogos estruturais pode ser um candidato de droga ideal.


Produtos naturais têm sido uma fonte de drogas e de conduz de drogas. Estima-se que 61%  das 877 pequenas moléculas de novas substâncias químicas introduzidas como drogas em todo o mundo durante 1981-2002 podem ser rastreadas ou foram desenvolvidas a partir de produtos naturais. Estes incluem produtos naturais 6%, derivados de produtos naturais 27%, compostos sintéticos com farmacóforos naturais subprodutos-derivados 5% e de compostos sintéticos concebidos com base no conhecimento adquirido a partir de um produto natural, ou seja, produtos naturais mimetizados 23%.


Em algumas áreas de terapêutica, a contribuição dos produtos naturais é ainda maior,por exemplo, cerca de 78% dos agentes antibacterianos e 74% dos candidatos de drogas antineoplásicas são produtos naturais ou análogos estruturaisde produtos naturais. Em 2000, cerca de 60% dos todas as drogas em ensaios clínicos para a multiplicidade dos cânceres são de origem natural. Em 2001, oito (sinvastatina, pravastatina, amoxicilina, ácido clavulânico ácido, claritromicina,azitromicina, ceftriaxona, ciclosporina e paclitaxel), de 30 medicamentos mais vendidos foram os produtos naturais ou derivados de produtos naturais, e esses oito medicamentos juntos totalizaram US$ 16 bilhões em vendas. 


Natural product drug discovery: the traditional way


No tradicional, um pouco mais acadêmico, o método de descoberta de de droga a partir de produtos naturais, alvos terapêuticos estão expostos a extratos, e de no caso de um sucesso, ou seja, qualquer evidência de atividade, o extrato é fracionado ecomposto ativo é isolado e identificado. Cada etapa de fracionamento e de isolamento normalmente é guiado por bioensaios, e ao processo é chamado deisolamento biomonitorado. O esquema a seguir apresenta uma visão geral de um biomonitoramento de produtos naturais para descoberta da droga. Às vezes, uma rota direta de isolamento de produtos naturais, independentemente de bioatividade, também é aplicada, o que resulta no isolamento de uma série decompostos naturais (biblioteca de compostos pequenos) apropriados para serem sujeitos a qualquer exame de bioatividade. No entanto, o processo pode ser lento,ineficiente e de intenso trabalho, e isso não garante que um «levar» do rastreio seria quimicamente viável ou patenteável.

Natural product drug discovery: the modern processes

As abordagens de descoberta de drogas modernas envolvem HTS, onde, a aplicação completa de automação e robótica, centenas de moléculas podem ser rastreadas usando diversos exames dentro de um curto período de tempo, e com quantidades muito pequenas de compostos. A fim de incorporar produtos naturais nos programas modernos HTS, uma biblioteca de produtos naturais desreplicados precisa ser construída. Desreplicação é o processo pelo qual sepode eliminar a recorrência ou isolamento de compostos idênticos ou semelhantes a partir de vários extratos. Um número de técnicas hifenadas são utilizadas para desreplicação, por exemplo, LC-PDA (detector de cromatografia de foto-díodos-liquido), LC-MS (detector de massa cromatografia em fase líquida) e de LC-RMN(espectroscopia de ressonância de cromatografia líquida nuclear magnética).Enquanto no passado recente, foi extremamente difícil, demorado e trabalhoso para construir uma biblioteca tão purificada a partir de produtos naturais, com o advento de novas tecnologias e melhoria relacionadas com separação, isolamento e de identificação de produtos naturais a situação tem melhorado consideravelmente.Agora, é possível construir uma biblioteca de "alta qualidade" e "química diversificada"  de produtos naturais que podem ser adequados para todos os programas modernos HTS. Bibliotecas de produtos naturais também podem ser de extratos e frações cromatográficas ou compostos semi-purificados. No entanto, o melhor resultado pode ser obtido a partir de uma biblioteca de produtos totalmente identificados puro e natural, uma vez que proporciona aos cientistas a oportunidade de lidar com o "levar" rapidamente ao trabalho de desenvolvimento ainda mais, por exemplo, síntese total ou parcial, lidando com fatores de formulação em ensaios in vivo e testes clínicos.

Para continuar a exploração de fontes naturais para candidatos a drogas, o foco deve ser na exploração de novas abordagens para descoberta de drogas em produtos naturais.

Fonte : Satyajit D. Sarker, Lutfun Nahar. Chemistry for pharmacy students: general, organic, and natural product chemistry , Coleraine, Northern Ireland, UK