Durante séculos, a Tailândia tem produzido seda, um material conhecido por sua beleza e resistência.

No entanto, pesquisadores biomédicos da Universidade de Chulalongkorn, em Bangkok, descobriram outro uso para a fibra: para administrar medicamentos no corpo.

Os sistemas de entrega de medicamentos vêm em muitas formas, desde cápsulas e comprimidos que são engolidos, até adesivos de pele, pomadas e diferentes tipos de injeções.

De acordo com Juthamas Ratanavaraporn, diretora do centro de pesquisa em engenharia biomédica da Universidade de Chulalongkorn, a fibroína da seda - uma das proteínas naturais que dá à seda sua incrível resistência - pode ser usada para encapsular um medicamento em uma forma semelhante a um saco que demora muito mais para se decompor do que outras proteínas naturais como gelatina ou quitosana, liberando lentamente o medicamento no corpo.

"Em vez de precisar de doses grandes ou frequentes, a cápsula de proteína pode liberar o medicamento gradualmente, nas quantidades adequadas necessárias pelo corpo. Essa liberação controlada ajuda a reduzir a dose total e o risco de efeitos colaterais", diz Ratanavaraporn.

Ratanavaraporn, que estuda a seda há mais de 17 anos, transformou sua pesquisa em uma empresa em 2021 com outros dois professores da equipe de pesquisa. Sua startup, EngineLife, está comercializando sua pesquisa - e levou seu primeiro produto, um tratamento para insônia entregue por meio de um adesivo colocado na pele, aprovado pela FDA tailandesa, ao mercado no início deste ano.

A fibroína da seda tem estado no radar dos cientistas há mais de uma década, e tem sido estudada extensivamente para aplicações biomédicas.

Biocompatível (não prejudicial ao tecido do corpo), sustentável e econômica, a fibroína da seda tem muito a recomendar sobre os materiais atualmente usados como portadores de medicamentos, naturais e sintéticos, diz um pesquisador do Instituto de Pesquisa de Bio-recursos Aplicados da Universidade de Zhejiang na China, que não está envolvido no trabalho de Ratanavaraporn.

O pesquisador diz que a fibroína da seda é produzida usando "métodos simples e seguros", e é menos provável que produza efeitos colaterais negativos do que outras proteínas naturais, ou sistemas de entrega de medicamentos sintéticos.

Muitas das vantagens da fibroína da seda sobre outros polímeros naturais se devem à sua estrutura: ela tem uma forte e estável "folha beta" que permite que ela aja de maneiras que outras proteínas não podem, como a liberação lenta de medicamentos, e lhe dá força e flexibilidade, diz Mingying Yang, também pesquisadora de bio-recursos na Universidade de Zhejiang.

"Muitos portadores de medicamentos são como corredores de sprint - rápidos, mas de curta duração. A fibroína da seda é mais como um corredor de maratona, capaz de suportar a liberação de medicamentos a longo prazo", acrescenta o pesquisador.

Yang descreve a fibroína da seda como o "camaleão do mundo dos materiais", e diz que sua força e flexibilidade lhe dão uma enorme gama de usos na medicina, enquanto oferece melhor segurança e sustentabilidade do que outros materiais.

"A taxa de degradação da fibroína da seda é como um interruptor - podemos ajustá-la para atender às necessidades do medicamento, de dias a meses. Esse nível de controle é difícil de encontrar em outros portadores de medicamentos", diz o pesquisador.

A fibroína da seda tem sido explorada para tudo, desde andaimes de tecido ósseo até filmes para enxertos de córnea. Mas poucos produtos chegaram ao mercado: um estudo descobriu que apenas 3% de 697 estudos chegaram a ensaios clínicos, com ainda menos comercializados. A Food and Drug Administration dos EUA aprovou o uso de um produto há mais de duas décadas, mas houve apenas um punhado de outras aplicações médicas à base de seda aprovadas desde então, incluindo um conduto nervoso e um implante injetável para ajudar as cordas vocais.

Um dos principais desafios é a variabilidade da seda.

Na Tailândia, a seda é produzida por pequenas fazendas familiares em áreas rurais, a partir de bichos-da-seda que são criados durante todo o ano. Mas mudanças nas estações, clima e alimentação podem criar pequenas variações no casulo.

Isso não é tanto um problema para a produção de tecidos de seda; mas quando se trata de medicina, a consistência é fundamental, diz Chuanbin Mao, professor de engenharia biomédica na Universidade Chinesa de Hong Kong, que não está envolvido no trabalho de Ratanavaraporn.

"Você precisa obter um produto altamente purificado para aplicações médicas reais", diz Mao, destacando um problema que ainda não foi resolvido em escala, acrescentando que fazer "produtos reprodutíveis" que são idênticos de um lote para outro é um grande desafio.

É um problema que a EngineLife está tentando resolver, pois até mesmo pequenas diferenças na alimentação e no clima podem alterar o peso molecular da proteína da seda - o que, por sua vez, altera a taxa de decomposição e os tempos de entrega do medicamento, diz Ratanavaraporn.

Para tentar padronizar a qualidade da fibroína da seda, a EngineLife começou a experimentar diferentes processos e técnicas de cultivo, até o solo usado para cultivar as folhas de amoreira que os bichos-da-seda comem. A empresa agora implementou padrões rigorosos, incluindo instalações construídas especificamente para a criação de bichos-da-seda que controlam a temperatura e a umidade para criar um ambiente estável durante todo o ano.

"Precisamos garantir que o processo de produção da seda seja o mais estável possível e consistente em cada lote", diz Ratanavaraporn.

A aprovação regulatória é outra barreira para levar inovações como essa ao mercado. A EngineLife tem que registrar seus produtos em diferentes categorias com a FDA tailandesa, dependendo do medicamento e do modo de entrega, diz Ratanavaraporn, acrescentando: "Este é o passo mais difícil para nós e consome uma enorme quantidade de orçamento e tempo."

Atualmente, a fazenda da EngineLife produz cerca de 25-30 quilogramas de casulo de seda anualmente, que podem produzir um milhão de doses de solução de fibroína de seda de grau médico. No entanto, Ratanavaraporn observa que sua planta piloto, onde a fibroína é extraída, tem uma capacidade máxima de 30.000 doses de solução de fibroína de seda de grau médico, então ainda há trabalho a ser feito antes que ela possa escalar.

Enquanto isso, a empresa continua a desenvolver novos tratamentos.

Ratanavaraporn diz que sua pesquisa atualmente está focada em duas aplicações: adesivos transdérmicos, onde os medicamentos são administrados externamente por meio de um pequeno adesivo na pele; e hidrogel feito usando fibroína de seda, que pode ser injetado.

A empresa começou a vender seu adesivo de fibroína de seda CBD para insônia na Tailândia no início deste ano, que Ratanavaraporn acredita ser o primeiro produto no mercado a usar vesículas de fibroína de seda para entregar um medicamento.

Agora, a equipe está trabalhando em seu próximo produto: um hidrogel injetável para osteoartrite, um tipo de doença articular. Atualmente, os pacientes geralmente recebem uma injeção no joelho que pode aliviar a dor por um período variável de tempo - de alguns dias a alguns meses. Durante sua pesquisa, Ratanavaraporn descobriu que a fibroína da seda pode permanecer no corpo por até seis meses, permitindo que o medicamento seja liberado lentamente e o número de injeções seja reduzido.

"Para muitas doenças e condições, não precisamos de uma injeção única que cura tudo; em vez disso, precisamos de uma liberação prolongada e sustentada do medicamento", diz ela.

Ratanavaraporn espera ver a fibroína da seda usada em muitos mais sistemas de entrega de medicamentos para ajudar pacientes em toda a Tailândia e internacionalmente - e com isso, dar aos agricultores de seda tailandeses outra fonte de renda.

"A seda já tem um alto valor como tecido", diz ela, "mas agora estamos posicionando-a como um material de grau médico, o que aumenta seu valor pelo menos dez vezes."
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