9. Quebrando as algemas do AGE

9

 

Quebrando as algemas do AGE*

 

Ano após ano, processos químicos contínuos vão algemando umas às outras as proteínas estruturais do nosso corpo, restringindo o cumprimento de suas funções essenciais. Por fim, isto leva a uma variedade bastante conhecida (e

em última instância fatal) de deficiências e doenças relacionadas ao

envelhecimento — especialmente nos rins, coração, olhos e vasos

sanguíneos. E se pudéssemos quebrar essas algemas químicas, e portanto

permitir que essas proteínas voltassem a exercer suas funções, como fazem

nas pessoas jovens? Os cientistas estão fazendo progresso no

desenvolvimento de fármacos para alcançar exatamente esta meta.

 

Vocês estão nas últimas horas antes do grande banquete do feriado, e a atmosfera está pesada com os aromas e a carga emocional do período de festas. Foi um longo dia na cozinha — com o forno ligado continuamente e a matrona da casa tentando se manter refrescada ao deixar uma janela entreaberta — e por fim a correria e o estresse estão se transformando em um tipo de tensão mais ansiosa e expectante. O purê de batatas está pronto, o molho de cranberry já foi colocado nas travessas, as batatas doces estão sendo mantidas aquecidas no forno, a torta de abóbora está sendo esfriada no parapeito da janela...e agora, um único componente da refeição domina a atenção da cozinheira e o apetite de sua família.

A cada quinze minutos, pontualmente, durante a última hora e meia, o peru foi amorosamente regado com sua própria gordura, e talvez um pouco de mel; e agora, para deixar o banquete perfeito, o grill é ligado para dourar sua superfície.

Durante todo o tempo em que o peru esteve no forno, processos químicos complexos estiveram ocorrendo imperceptivelmente — e agora se aceleram. A nível molecular, o calor intenso faz com que os açúcares e as gorduras ataquem as proteínas na pele da ave. Ligações moleculares são formadas; novos produtos químicos surgem e são decompostos; proteínas vizinhas grudam-se como em um casamento forçado, endurecendo a superfície externa do peru e cobrindo-o com cadeias grossas e grudentas de proteínas, gorduras e açúcares ligados uns aos outros.

Finalmente, o ato se completa. A "mãe" desliga o forno e veste as luvas térmicas enquanto fala para o "pai" pegar a faca de cortar carne. A família observa ansiosamente o resultado de seu trabalho artesanal culinário, olhando fixamente com fome e satisfação para a superfície escurecida, crocante, grudenta e levemente endurecida que o turbilhão químico criou a partir da pele do peru. O jantar está pronto.

Tenho certeza de que vocês e suas famílias passaram por cenas semelhantes no Natal — ou no Hanucá, dourando latkes ou sufganiyot. Mas, em um sentido profundo, vocês têm tanto em comum com o banquete quanto com a família.

Todos os dias de nossas vidas, os mesmos processos envolvidos em dourar carnes e outras comidas assadas ou fritas estão insidiosamente ocorrendo em nossos corpos. Em nossas artérias. Em nossos rins. Em nossos corações, olhos, pele, nervos. Neste exato momento, em todos os nossos tecidos, o açúcar que fornece ao nosso corpo tanto da sua energia também está realizando alguns experimentos químicos indesejados, caramelizando seu corpo por exatamente os mesmos processos que caramelizam cebolas ou pés de moleque. Lenta mas continuamente, ligações indesejadas feitas por açúcares e gorduras algemam nossas proteínas, inativam nossas enzimas, disparam sinais químicos nocivos em nossas células e danificam nosso DNA. Envelhecendo-nos. Ou melhor, envelhecendo-nos através do AGE.

 

Como envelhecemos por causa do AGE

O corpo depende de açúcar como uma fonte crucial de energia. Porém, como qualquer combustível, o açúcar só pode ser "queimado" por nossas células porque é quimicamente reativo, e como acontece com outros combustíveis, essa volatilidade pode transformá-lo em algo perigoso para se

lidar. Os produtos finais da glicação avançada (ou "AGEs"**, na sigla em inglês, como são adequadamente chamados) são o resultado final dos processos químicos complexos pelos quais a estrutura de proteínas é deformada por causa de açúcares e outros combustíveis. Estes mesmos processos químicos são a causa do "escurecimento" visto quando se assa um peru, se carameliza um molho ou se coloca uma fatia de pão na torradeira. Os AGEs se acumulam em seus tecidos, levando à perda gradual da capacidade de funcionamento, depois ao surgimento de doenças, e por fim ao túmulo precocemente. Os AGEs transformam a flexível graciosidade da juventude em uma velhice "encrostada", através de exatamente os mesmos processos químicos pelos quais se forma a casca de um pão.

As diversas reações químicas, intermediários e produtos finais estáveis da química dos AGEs já foram o foco de uma quantidade enorme de pesquisa, primeiramente nos setores da tecnologia dos alimentos e da química e mais recentemente na biomedicina. Os estudos científicos começaram com o trabalho de um químico dos alimentos chamado Maillard nos anos 1910 e 1920, mas demorou até os anos 1980 para que o papel dos AGEs nas complicações que assolam o corpo dos diabéticos se tornasse um assunto relevante na pesquisa sobre a diabetes e o envelhecimento. Mesmo hoje em dia, está claro que apenas estamos começando a entender a promiscuidade furiosa desta bioquímica e seu impacto no corpo diabético ou naquele que está envelhecendo.

Embora não precisemos nos preocupar com os detalhes aqui, vocês terão que entender o básico sobre como os AGEs se formam para entender as diversas estratégias que foram utilizadas na procura de uma forma de nos proteger de sua influência fossilizante. No mecanismo mais bem conhecido (a parte principal da reação de Maillard — vejam a Figura 1a), uma molécula de açúcar abre sua estrutura e liga-se (processo de "glicação") a uma molécula de proteína, formando uma base de Schiff. Esta estrutura é relativamente instável, de forma que a base de Schiff irá frequentemente se decompor espontaneamente. Algumas vezes, porém, ela se colapsará em uma estrutura mais estável chamada produto de Amadori. Produtos de Amadori têm vida útil muito mais longa do que as bases de Schiff (este fato há muito tem sido utilizado em um teste de laboratório que mede os níveis da hemoglobina glicada ou HbA1c, um produto de Amadori nas hemácias, como um indicador da quantidade média de açúcar que esteve presente no sangue nas últimas semanas).

Figura 1. Como envelhecemos por causa do AGE. (a) O

mecanismo "químico" (Maillard); (b) o mecanismo "metabólico"

(pela triose-fosfato isomerase); (c) fontes de metilglioxal.

Entretanto, apesar de serem relativamente estáveis, os produtos de Amadori ainda estão sujeitos à confusão bioquímica à sua volta. Podem, portanto, sofrer diversas outras transformações químicas, como rearranjo ou degradação de sua estrutura básica, inserção forçada de moléculas de água ou remoção também forçada de grupos amino, ou ainda ataque de radicais livres. Muitas dessas mudanças levam à formação de estruturas ainda mais estáveis, diretamente ou através de compostos intermediários altamente reativos como os oxoaldeídos. Essas estruturas são estáveis o suficiente, na verdade, para serem chamadas de "produtos finais" — são os produtos finais da glicação avançada, ou AGEs, na sigla em inglês.

Para nossos objetivos aqui, o resultado importante desses processos é a formação de AGEs com ligações cruzadas, um tipo de AGE no qual as proteínas que já estão trabalhando com um braço amarrado atrás das costas por causa da glicação ficam algemadas a uma proteína vizinha.

A formação de AGEs ocorre muito mais rapidamente em pessoas com diabetes do que no resto da população, parcialmente pela simples razão de que os níveis de açúcar no sangue dos diabéticos são maiores: em qualquer reação química, uma maior concentração de um agente ativo tenderá a aumentar a velocidade de sua interação com seus alvos, desde que esses alvos estejam presentes em abundância. Mas AGEs com ligações cruzadas também se acumulam em pessoas com níveis normais de açúcar no sangue, e está bem claro que são responsáveis por muito da patologia e do aumento da vulnerabilidade aos ataques da vida diária que acompanham o envelhecimento "normal".

 

Dourando até a morte

A formação de ligações cruzadas em proteínas é algo similar, tanto a nível molecular quanto funcional, aos processos que fazem com que borrachas de limpadores de para-brisas percam sua flexibilidade. Para as pessoas que não têm diabetes, o local mais mortal quanto ao decorrente endurecimento dos tecidos é o sistema cardiovascular. Os AGEs com ligações cruzadas lentamente prejudicam a elasticidade jovial do coração e dos vasos sanguíneos, deixando-os rígidos e inflexíveis. O endurecimento das artérias resultante é em grande parte responsável pelo aumento da pressão sanguínea sistólica que todos sofrem com a idade (a pressão sistólica é o primeiro dos dois números que vemos quando medimos a pressão, como o "11" em "11 por 8"). Além disso, a formação de AGEs no coração danifica sua capacidade de se contrair para bombear sangue pelo corpo ou de se expandir para primeiramente se encher com sangue. A combinação desses dois fatores aumenta a carga de trabalho do coração, por fim levando a uma das diversas formas de insuficiência cardíaca se nada nos matar antes. Esta mesma falta de plasticidade também significa que os vasos sanguíneos se tornam menos capazes de aguentar as constantes variações da pressão do sangue que passa por eles: eles ficam rígidos e em algum momento se quebram por causa da pressão como elásticos velhos, sendo que um resultado em potencial disso são os derrames hemorrágicos.

E os danos causados por AGEs com ligações cruzadas se espalham bem além do sistema cardiovascular. Eles acorrentam proteínas por todo o corpo, acumulando-se com a idade em tecidos tão diversos quanto os minúsculos vasos sanguíneos nos olhos e as bainhas da mielina que dão suporte aos nervos. Onde quer que ocorram, os AGEs com ligações cruzadas danificam o funcionamento dessas proteínas, contribuindo para a disfunção relacionada ao envelhecimento, deficiência e morte. Em nossos olhos, eles se acumulam nas proteínas cristalinas que formam a estrutura do cristalino. Proteínas do cristalino afetadas por AGEs deixam de permitir a passagem de luz por elas, levando aos pontos pigmentosos marrons no cristalino que conhecemos como catarata. A junção deste escurecimento com diversos efeitos a nível celular é o motivo pelo qual a idade e a diabetes são os maiores fatores de risco para a ocorrência desta doença, que é a maior causa, individualmente, de perda de visão no mundo todo.

E esta não é a única maneira pela qual os AGEs contribuem para a perda da visão. Nas outras partes dos olhos, os AGEs contribuem para a retinopatia diabética (a perda de visão em diabéticos ligada a danos nos vasos sanguíneos finos que alimentam os tecidos que absorvem luz localizados no fundo do globo ocular), para a degeneração macular relacionada ao envelhecimento e possivelmente também para o glaucoma de ângulo aberto.

Os rins, também, sofrem terrivelmente com a formação de AGEs — novamente, em especial nas pessoas com diabetes. O dano causado pela diabetes é a maior causa individual de insuficiência renal nos Estados Unidos, e um terço de todos os pacientes que estão na ala de diálise chegaram lá por causa de sua diabetes. Na verdade, a severidade da enfermidade renal em diabéticos está ligada à quantidade de AGEs renais, que formam ligações cruzadas nas proteínas do material do filtro biológico dos rins e desencadeiam um processo inflamatório que faz com que o corpo realize uma compensação excessiva ao fazer crescer tecidos de reposição em demasia, em um tipo de resposta de regeneração de feridas fora de controle. O efeito final desses dois processos é um acúmulo de algo similar a um tecido de cicatrização no rim, que se acumula em níveis que literalmente esmagam os minúsculos vasos sanguíneos por onde a filtração deveria ocorrer, reduzindo o tamanho da superfície de filtragem disponível e levando portanto a um controle ineficaz das substâncias no sangue — como se um filtro de café de papel tivesse algumas de suas partes coladas umas nas outras antes de se ligar a cafeteira, levando a uma bagunça de pó de café quando a água começasse a passar.

Os AGEs também contribuem para a neuropatia diabética, o dano debilitante nos nervos que afeta muitos diabéticos. A severidade desta doença pode variar, mas o sintoma mais comum é uma versão contínua da experiência que se tem após uma redução temporária no fluxo sanguíneo nas mãos ou nos pés induzida por pressão (ou seja, quando uma extremidade está dormente): uma sensação de "formigamento", dor ou insensibilidade nos membros afetados, junto com alguma perda de controle ou falta de jeito ao usá-los. Pessoas com neuropatia diabética também perdem parte do controle inconsciente que seu sistema nervoso tem sobre funções como a regulação do ritmo cardíaco, o processo digestivo, a bexiga e a função erétil, e também sofrem tontura e náusea que pode chegar a vômitos. Se os AGEs desempenham algum papel similar e mais sutil nas falhas de funcionamento nervoso que ocorrem com a idade em pessoas saudáveis (pelo menos quanto aos outros aspectos) não está claro, mas parece algo provável.

Comparações das velocidades de acúmulo de ligações cruzadas em tecidos entre espécies que envelhecem mais lentamente e mais rapidamente, e entre indivíduos que envelhecem mais lentamente e mais rapidamente de uma mesma espécie, sugerem que a formação de AGEs desempenha um papel importante no próprio envelhecimento, e não somente em doenças específicas ou nas complicações da diabetes. Tanto a taxa de acúmulo relacionada ao envelhecimento de um dos AGEs mais facilmente medidos (pentosidina) quanto o endurecimento relacionado de proteínas da pele ou de caudas são inversamente associados com o tempo de vida máximo de diferentes espécies de mamíferos. Isto significa que quanto mais lentamente uma espécie envelhece, mais lentamente seu colágeno é endurecido pela formação de AGEs (vejam a Figura 2). No mesmo sentido, a restrição calórica — que é, como mencionei em capítulos anteriores, a forma mais estudada para desacelerar o envelhecimento em mamíferos — desacelera estes processos; e de fato, mostrou-se que maiores velocidades de formação de AGEs em tecidos indicam a morte precoce em animais individuais em

restrição calórica.1 Em nossa própria espécie, estudos mostram que mesmo dentro de uma variação "normal" (ou seja, com valores bem menores do que os tipicamente encontrados em pessoas com diabetes), mais altos níveis

no sangue de glicose em si2 ou do produto de Amadori HbA1c3 são associados com um maior risco de morte por todas as causas.

 

Figura 2. A duração de vida máxima em função da velocidade de

formação de AGE. Redesenhado.4

Um fármaco que desacelerasse ou revertesse o acúmulo de AGEs iria portanto ajudar as pessoas com uma ampla gama de doenças e deficiências. Poderia potencialmente melhorar, ou até curar, problemas tão amplos quanto o aumento gradual da pressão sanguínea com o passar dos anos; as terríveis complicações renais, nervosas e visuais da diabetes; e as diversas formas de insuficiência cardíaca. E também poderia nos ajudar a combater um grande fator contribuinte para o próprio envelhecimento.

É claro que esta ideia não surgiu simplesmente na minha cabeça recentemente: vários esquemas para reduzir a carga de AGEs nos tecidos foram explorados por anos, e muitos deles até chegaram a passar por testes clínicos relativamente avançados. Ainda assim, apesar de anos de trabalho, nenhum desses tratamentos mostrou-se seguro e efetivo o suficiente para chegar a fazer parte do arsenal de fármacos de qualquer país desenvolvido. Os obstáculos que atrapalharam seu desenvolvimento e limitaram sua utilidade representam mais um estudo de caso sobre os problemas de se tentar lidar com danos relacionados ao envelhecimento ao se tentar mexer na complexa bioquímica da vida.

 

Ouvindo Parmênio

"Pílulas de açúcar"

O fato de que AGEs com ligações cruzadas frequentemente são, em última instância, o resultado de moléculas de açúcar agindo como uma cola, arruinando as proteínas dos nossos tecidos, imediatamente sugere uma possível solução para o problema: simplesmente diminuir os níveis de açúcar no sangue das pessoas reduziria a formação de bases de Schiff (vejam a Figura 1) em seu corpo e, portanto, a carga de AGE diminuiria. Evidentemente, isto há muito tem sido o principal foco do controle da diabetes, e nos anos 1990, dois estudos imensos e amplamente citados — o Ensaio sobre Controle e Complicações da Diabetes (DCCT) e o Estudo Prospectivo de Diabetes do Reino Unido (UKPDS) — foram aclamados como a comprovação mais clara até o momento da efetividade desta estratégia quando levada ao limite. Esses dois estudos demonstraram que quando os diabéticos realizam procedimentos estritos (uso agressivo de fármacos que diminuem o açúcar no sangue e análises regulares na forma de testes frequentes de açúcar no sangue) para manter seu nível de açúcar no sangue sob um controle muito rígido, reduz-se muito o risco de que desenvolvam as principais complicações da doença. O DCCT, em especial, mostrou que — quando comparado com o nível de cuidado padrão da época — um regime de controle intensivo do açúcar no sangue poderia reduzir o risco de diabéticos desenvolverem doenças nos nervos em quase dois terços, doença renal diabética aproximadamente pela metade, e retinopatia diabética em impressionantes três quartos.

Os resultados desses dois estudos foram proclamados por todo o mundo — por seus patrocinadores governamentais, por organizações defensoras dos pacientes, e por empresas farmacêuticas que procuravam aumentar as vendas de fármacos que diminuem a glicose no sangue. O plano era encorajar os médicos a prescrever esses fármacos a pacientes cujo controle de açúcar no sangue estava na faixa que seria segura de acordo com os padrões anteriores mas que comprovadamente estava na faixa de risco de acordo com os novos dados, e também aumentar as doses tomadas por pessoas com um pior controle que já estavam tomando esses fármacos.

Os benefícios que se acumulariam nos pacientes como resultado deste aumento no uso dos fármacos pareciam ser muito claros: pessoas com diabetes por todo o mundo teriam melhoras milagrosas na qualidade e duração de suas vidas através de dramáticas reduções no risco de cegueira, danos nervosos, e insuficiência renal. Mas quando os cientistas de fato avaliaram a qualidade de vida geral das pessoas que tinham passado pelos regimes intensivos da terapia nos estudos, os resultados foram surpreendentemente desanimadores. Apesar do tratamento mais agressivo ter reduzido o risco de se desenvolver todas as principais complicações da diabetes, os pacientes desta terapia intensiva não apresentaram nenhuma melhora em seu bem-estar geral em comparação

com pessoas que tinham recebido o tratamento padrão.5,6

Muitos fatores provavelmente contribuem para a falta de benefícios claros da agressiva diminuição dos níveis de açúcar no sangue. Embora as complicações diabéticas claramente tenham um impacto negativo na qualidade de vida, os fármacos usados para diminuir o açúcar no sangue também têm custos que não estão incluídos na etiqueta de preço. Pessoas que tomam esses medicamentos tendem a ganhar peso, o que reduz sua qualidade de vida — tanto diretamente quanto pelo aumento do risco de outras doenças como a artrose. Muitos pacientes também consideraram que manter a programação rígida de injeções e testes de picada no dedo necessários para a continuidade destes regimes impõe restrições reais em suas vidas, que alguns estudos reportam como sendo um fator que contribui para a depressão, frustração, isolamento e dificuldades no trabalho.

E, por fim, tentar constantemente colocar os níveis de glicose no sangue dentro da faixa "normal" traz o risco de que os níveis de açúcar no sangue caiam demais, levando a uma "crise hipoglicêmica" cujas consequências podem ser desde tontura até coma. Isso é especialmente relevante no envelhecimento normal. Se empurrar para baixo os níveis de açúcar no sangue é uma faca de dois gumes para os diabéticos, pode-se perceber que seria uma solução decididamente duvidosa para o problema dos AGEs no resto de nós, onde a margem de manobra entre nossos níveis normais de açúcar no sangue e uma crise hipoglicêmica é muito menor, fazendo com que os benefícios em potencial sejam mais limitados e os riscos maiores.

E mesmo se pudéssemos diminuir, de forma segura, nossos níveis de açúcar no sangue para o menor nível seguro possível, estaríamos ainda bem longe de uma solução completa para o problema dos AGEs. Todos devemos manter algum nível de glicose no sangue como uma fonte de energia, e uma porcentagem desta glicose sempre acabará reagindo com proteínas dos tecidos, levando às ligações cruzadas.

E além de tudo isso, nem todos os AGEs são derivados da glicose. Lipídios no sangue (triglicerídeos) também podem causar as ligações cruzadas entre proteínas, especialmente se houver um alto grau de estresse oxidativo; esta é a química na qual se baseia o escurecimento da pele de um peru quando assa, mesmo sem ter sua superfície besuntada com um xarope doce. Assim como com o açúcar no sangue, os diabéticos geralmente têm altos níveis de triglicerídeos, e mesmo muitas pessoas que não têm diabetes se beneficiariam por ter seus níveis de triglicerídeos reduzidos; mas os triglicerídeos também têm em comum com o açúcar no sangue o fato de serem indispensáveis para o funcionamento normal do organismo, e assim essa estratégia só pode ser explorada de forma segura até certo ponto.

 

Menos é mais...é pior

E isso não é tudo: tentativas de controlar os níveis desses dois precursores de AGEs, mesmo por meios não farmacológicos, podem ter consequências metabólicas muito negativas.

Por exemplo, um efeito bem estabelecido de dietas com muito poucos carboidratos do tipo da dieta Atkins é a diminuição tanto dos níveis de triglicerídeos quanto da exposição total do corpo a carboidratos, de modo que alguns de seus defensores criaram a hipótese de que essas dietas reduziriam a carga de AGE das pessoas. Infelizmente, o estado metabólico que essas dietas induzem (a famosa "cetose") tem o lamentável efeito colateral de provocar um salto na produção do oxoaldeído metilglioxal, um dos precursores principais na formação de AGEs que também é, ironicamente, produzido dentro das células de pacientes diabéticos quando são forçados a ingerir mais glicose do que podem imediatamente processar (vejam as Figuras 1b e 1c). Um estudo recente testou a intensidade deste efeito em pessoas saudáveis que seguiram com sucesso as duas primeiras fases da dieta Atkins por um mês, e que tinham cetonas em sua urina provando que estavam mantendo a dieta. Nessas pessoas previamente saudáveis, os níveis de metilglioxal dobraram, levando a concentrações ainda piores do que as observadas em pessoas com a diabetes mal

controlada.7 Assim como outros oxoaldeídos, o metilglioxal é muito mais reativo quimicamente do que o açúcar no sangue (até 40.000 vezes mais reativo, na verdade), e é conhecido por causar danos bastante variados no corpo, dos quais os AGEs com ligações cruzadas são somente um exemplo. Isso potencialmente faz com que a dieta Atkins seja uma receita para acelerar a formação de AGEs, e não atrasar.

 

Proposta "radical" — resultados mornos

Mesmo antes dos resultados contraintuitivos do DCCT saírem, era óbvio que uma estratégia de diminuição dos níveis de açúcar no sangue não seria uma solução completa para o problema dos AGEs. O corpo precisa de lipídios e açúcar no sangue como combustíveis, e assim nenhum nível poderia ser baixo o suficiente para eliminar toda a formação de ligações cruzadas: no melhor dos casos, diminuir a concentração de glicose e triglicerídeos atrasaria o inevitável. Assim, alguns cientistas voltaram sua atenção para outro lugar, para indutores de ligações cruzadas cujo papel danoso no corpo é menos ambíguo.

Uma estratégia desse tipo de prevenção de AGEs é o uso de altas doses de antioxidantes para diminuir os níveis de radicais livres. Como pode-se ver na Figura 1a, os radicais livres podem acelerar a conversão de alguns precursores de AGEs em certas ligações cruzadas completas específicas — um fenômeno chamado glicoxidação. Baseando-se no efeito da adição de radicais livres a proteínas e açúcares in vitro, pode-se prever que a glicoxidação acerta os diabéticos com um golpe duplo, porque além dos níveis excessivos de glicose e lipídios no sangue, o estado metabólico comprometido da diabetes também causa a superprodução de radicais livres nas células das vítimas. Juntando-se esses dois fatores tem-se uma interação potencialmente sinérgica. O que também destaca a importância dos radicais livres na formação dos AGEs é o fato de que pássaros têm níveis altíssimos de glicose no sangue (tão altos a ponto de que rapidamente matariam um humano), mas geralmente vivem dez vezes mais do que mamíferos de mesmo porte; eles conseguem isso, em parte, provavelmente por terem um controle muito bom sobre o estresse oxidativo.

Se a glicoxidação fosse um dos motivos principais para os altos níveis de AGEs em diabéticos, reduzir os níveis excessivos de radicais livres com antioxidantes poderia reduzir consideravelmente a formação de ligações cruzadas entre as proteínas dos tecidos, o que resultaria em uma expectativa de vida maior e um risco reduzido de complicações devastadoras. E muitos estudos realizados em roedores de laboratório deram suporte a esta expectativa: reduzir as doses de radicais livres com diversos inibidores normalmente reduz consideravelmente a carga de ligações cruzadas nos tecidos, reduzindo a incidência e a severidade dos danos renais, nervosos e até retinais ligados à diabetes.

Entretanto, quando antioxidantes foram testados como uma terapia contra AGEs em humanos, os resultados foram decepcionantes. Os efeitos sobre os níveis de AGE e sobre os sintomas foram muito pequenos ou inexistentes — e mesmo quando benefícios foram observados, o efeito ficou quase exclusivamente restrito aos casos mais severos da doença, não

ocorrendo alívio para os casos da diabetes mais típica.8,9,10 Sabemos atualmente que existem duas fortes razões para isto. Primeiramente, a diabetes nos humanos causa um aumento muito menos severo no estresse oxidativo que aquele que a versão da diabetes de roedores causa nesses organismos, como pode ser visto ao comparar-se os níveis de moléculas danificadas por radicais livres na pele das duas espécies. Esta carga menor de radicais livres torna a glicoxidação um fator menos importante na química dos AGEs na diabetes humana, de modo que o benefício potencial de reduzir seu impacto é menor.

Porém, um outro motivo mais geral para a falta de eficácia dos antioxidantes como uma terapia contra AGEs é simplesmente a promiscuidade desenfreada dos precursores altamente reativos dos AGEs

com ligações cruzadas. Um estudo altamente revelador11 com animais ilustra este ponto. Roedores diabéticos foram alimentados com dietas fortificadas com diferentes suplementos antioxidantes (vitaminas ou extratos de chá verde), e o impacto na carga de AGE dos animais foi avaliado comparativamente tanto com animais saudáveis quanto com animais diabéticos que não receberam a alimentação suplementada. Para descobrir quais eram os caminhos bioquímicos envolvidos, os cientistas mediram os níveis das substâncias produzidas em vários diferentes passos de todo o processo de glicoxidação, desde os eventos iniciais de glicação até a formação de AGEs com ligações cruzadas específicos — alguns dos quais são formados pela glicoxidação, ou seja, sem o envolvimento de radicais livres.

Como os estudos com roedores anteriores tinham mostrado, o tratamento com antioxidantes trouxe alguns benefícios quanto às complicações diabéticas. De forma igualmente previsível, os tratamentos não tiveram nenhum efeito sobre a glicação inicial de proteínas, pois a janela de oportunidade para os radicais livres fazerem seus estragos na química dos AGEs abre-se só mais adiante no processo (Figura 1a). Porém, os pesquisadores ficaram surpresos quando começaram a observar as ligações cruzadas de fato. Os suplementos antioxidantes não afetaram os níveis dos AGEs cuja formação não precisa de radicais livres, é claro — mas a intervenção na realidade aumentou o nível dos dois AGEs derivados da glicoxidação, de forma que animais diabéticos que receberam os extratos de chá verde na verdade ficaram com mais ligações cruzadas totais do que aqueles que simplesmente sofreram o curso "natural" da doença.

Este resultado impressionante novamente ilustra a complexidade irremediável do emaranhado que é o metabolismo. Os precursores desses AGEs com ligações cruzadas não desaparecem simplesmente quando não são afetados por radicais livres — eles têm que ir para algum lugar — e quando muito do estresse oxidativo excessivo é diminuído por suplementação com antioxidantes, esses precursores começam a se acumular até verterem em um dos caminhos alternativos para a formação de ligações cruzadas. É o mesmo efeito que vemos em congestionamentos quando uma via principal de tráfego é cortada: alguns motoristas podem de fato simplesmente dar meia-volta e ir para casa, mas a maioria deles vai para as ruas adjacentes locais, levando a congestionamentos secundários em bairros residenciais até esse momento pacatos.

 

Dano colateral

Os caminhos melhor compreendidos para a formação de AGEs com ligações cruzadas são eventos fundamentalmente aleatórios, não muito distantes do que ocorre no escurecimento de comida no forno ou do que ocorre in vitro. Os combustíveis do metabolismo, dissolvidos no sangue ou no fluido dentro das células, aleatoriamente esbarram nas proteínas; dependendo de fatores como temperatura, concentração e a presença de metais de transição e radicais livres, uma série de eventos químicos pode ocorrer; e se ocorrerem exatamente na ordem correta, um AGE com ligação cruzada será formado.

Porém, alguns AGEs resultam mais diretamente da atividade regulada dos processos metabólicos. Um exemplo recentemente identificado é a enzima mieloperoxidase, que é usada por macrófagos para matar bactérias ao gerar o tóxico ácido hipocloroso. Foi demonstrado que o ácido hipocloroso, em presença do componente base (para a construção de proteínas) serina, pode induzir a formação de ligações cruzadas do tipo dos AGEs, independentemente da química de combustíveis usual de açúcares e

lipídios.12

Se a mieloperoxidase somente fosse ativada para matar bactérias, ela poderia ser uma fonte relativamente pouco importante de AGEs em pessoas vivendo em países desenvolvidos que não têm infecções crônicas (embora a quantidade dessas pessoas seja muito maior do que é geralmente reconhecido). Entretanto, como vimos no Capítulo 7, os macrófagos não atacam somente bactérias: eles também lançam um ataque — aumentando a atividade da mieloperoxidase — em seus esforços míopes para eliminar o colesterol preso nas artérias. Alguns cientistas atualmente acreditam que a mieloperoxidase é provavelmente um dos principais fatores que contribuem para os altos níveis de AGE encontrados nas células espumosas ateroscleróticas de pessoas não diabéticas.

Embora reduzir o excesso de atividade da mieloperoxidase possa ser algo desejável nos locais com placas ateroscleróticas, provavelmente nunca poderíamos reduzir sua atividade farmacologicamente sem também afetar negativamente nossa capacidade de autodefesa contra bactérias. Como as pessoas com AIDS sabem, quando o sistema imunológico é suprimido, o organismo não fica só ameaçado por assassinos bacterianos relativamente raros como a tuberculose: pode-se ser dizimado por infecções de que a maioria de nós se livra antes mesmo de começar a ter os sintomas iniciais. Além disso, e surpreendentemente, um estudo descobriu que animais criados para produzir algo similar à aterosclerose humana, mas sem a capacidade de produzir mieloperoxidase, apresentaram aterosclerose mais severa do que animais com atividade normal desta enzima, novamente

ilustrando a complexidade frustrante dos processos metabólicos.13

 

O fármaco que falhou

Certo, então tentar diminuir os níveis dos precursores imediatos de AGEs, como a glicose e os lipídios, é difícil — e também pouco seguro, porque são combustíveis biológicos essenciais. E reduzir os radicais livres e sequestrar os metais de transição têm efeito limitado porque também há muitas rotas alternativas para a formação de AGEs.

Porém, uma análise geral da Figura 1 pode sugerir um alvo muito mais atraente: os oxoaldeídos. Por um lado, estes compostos reativos estão presentes em concentrações muito menores do que os triglicerídeos ou o açúcar no sangue, o que significa que só teria-se que tirar de cena relativamente poucas moléculas para diminuir significativamente o nível total deste composto no corpo: o metilglioxal, por exemplo, é várias milhares de vezes menos concentrado no sangue do que a glicose. Além disso, os oxoaldeídos são moléculas muito virulentas (como mencionei anteriormente, o metilglioxal é até 40.000 vezes mais propenso a atacar proteínas dos tecidos do que a glicose), de forma que cada molécula que tiramos de circulação muito provavelmente significará evitar a formação de uma ligação cruzada. Os oxoaldeídos também desempenham seu papel na formação de ligações cruzadas bastante ao final no processo, deixando, se fossem reduzidos, menos caminhos alternativos pelos quais os AGEs poderiam se formar. E ao contrário dos açúcares, que são moléculas essenciais para as quais há um limite após o qual a redução de sua concentração no sangue se torna extremamente arriscada, os oxoaldeídos são moléculas fundamentalmente tóxicas, de forma que se deve ser capaz

de reduzir sua concentração drasticamente sem causar-se danos ao corpo.14

Portanto, se tentar diminuir a formação de AGEs com antioxidantes ou medicações para o açúcar no sangue seria como fazer uma repressão intensa e ampla em um bairro inteiro que está com uma alta taxa de criminalidade, um fármaco que diminuísse a quantidade de oxoaldeídos seria como realizar uma incursão policial cuidadosamente direcionada aos membros conhecidos de uma gangue criminosa brutal.

Por muito tempo, um fármaco chamado aminoguanidina (com nome comercial Pimagedina) parecia pronto para realizar esta função, revolucionando o tratamento da diabetes e talvez dando os primeiros socos relevantes no Mike Tyson que é o envelhecimento biológico. O fármaco foi assunto de bastante burburinho na literatura científica sobre a diabetes, assim como nos comentários sobre prolongamento do tempo de vida em artigos de revistas populares e grupos de discussão na Internet, pois seu mecanismo de ação mais claro era precisamente sua capacidade de reduzir a quantidade de oxoaldeídos.

Durante muitos anos, os pesquisadores testaram a aminoguanidina — primeiro in vitro, com recipientes cheios de precursores de AGEs e misturas de catalisadores, depois em culturas de células e finalmente em estudos com animais; em praticamente todos os passos decisivos, as esperanças em relação ao fármaco continuaram a crescer. Em ratos diabéticos, ele reduziu a formação de AGEs em células da retina e reduziu o crescimento excessivo mal adaptativo dos vasos sanguíneos que as alimentam. Em cachorros, ele evitou a perda de células dos vasos sanguíneos da retina e o acúmulo associado de vasos sanguíneos mortos através dos quais o sangue tinha parado de fluir. Além disso, manteve mais flexíveis os corações e os vasos sanguíneos dessas duas espécies.

De uma forma menos consistente, a aminoguanidina mostrou-se promissora contra outras complicações da diabetes. Ela reduziu o nível total de tecido renal que tinha tantas ligações cruzadas que até ácidos fortes não conseguiam digerir, e evitou grande parte do engrossamento do maquinário de filtração do rim que ocorre na diabetes de ratos — embora tenha sido incapaz de afetar o curso da doença em cachorros. Além disso, roedores diabéticos que receberam o fármaco exibiram uma menor perda na entrega de sangue aos nervos e melhoraram a capacidade destes de conduzir impulsos nervosos; estes mesmos efeitos não foram observados em babuínos.

E, mais importantemente para aqueles que buscam intervenções contra o papel dos AGEs no processo degenerativo do envelhecimento, a aminoguanidina inclusive pareceu reduzir os níves de AGE no coração e no rim (e o resultante prejuízo ao funcionamento desses órgãos) de animais que estavam sofrendo com o acúmulo de AGEs puramente devido ao envelhecimento e não causado pela diabetes.

Depois de alguns pequenos estudos em humanos projetados para avaliar alguma possível toxicidade óbvia aparentemente terem ido bem, a empresa que tinha a patente da aminoguanidina para uso como fármaco para a diabetes atraiu a atenção da gigante de biotecnologia Genentech, que fez uma parceria com ela para lançar dois testes clínicos em grande escala. Cada um deveria envolver cerca de 600 pessoas que estivessem em estágios iniciais da doença renal diabética, em centros médicos espalhados por toda a América do Norte. O primeiro teste (ACTION I) recrutou pessoas com diabetes tipo I (autoimune); o outro teste (ACTION II) deveria envolver pacientes com a diabetes mais comum do tipo II (tardia), que geralmente se desenvolve como resultado do estilo de vida, embora às vezes coincidindo com vulnerabilidades genéticas. Ambiciosamente, os pacientes dos dois testes deveriam ser bem medicados para controlar tanto o açúcar no sangue quanto a pressão arterial antes de ser administrada a aminoguanidina, de forma que diferenças entre os grupos seriam inteiramente resultantes dos efeitos diretos contra os AGEs do fármaco em teste.

Porém, quando o ACTION I foi encerrado em 1996, o melhor que poderia-se dizer dos resultados é que foram decepcionantes. Pelo lado positivo, os fatores de risco como a pressão arterial, o colesterol LDL ("ruim") e os triglicerídeos diminuíram nas pessoas que receberam o fármaco. E uma análise detalhada dos dados sugeria que o fármaco poderia melhorar alguns indicadores da função renal. Além disso, em um subgrupo minúsculo que tinha sido testado antes e depois do estudo, o dano diabético às retinas parecia menos sério em pacientes que tomavam a aminoguanidina do que naqueles que tomavam placebo (embora essas observações fossem duvidosas, por serem feitas como uma consideração a posteriori, quando o teste já havia sido encerrado, sem na verdade fazerem parte de seu projeto

inicial).15

O que o estudo deveria mostrar era um efeito direto na saúde renal, medido por um teste laboratorial padrão que avalia a função renal — e os dados não foram simplesmente fortes o suficiente para apoiar esta conclusão. Os números brutos pareciam, à primeira vista, melhores em usuários de aminoguanidina do que no grupo placebo, mas a diferença era tão pequena em comparação com o número de pacientes no estudo que parecia provável ser uma variação estatística — como tirar "cara" em seis de cada dez vezes que se joga a moeda para o alto, em vez das esperadas cinco vezes.

E pior: enquanto que os benefícios atribuíveis à aminoguanidina eram duvidosos, os riscos associados com o fármaco eram inegáveis. Junto com sinais de um fígado demasiadamente ativo (e possivelmente danificado) e sintomas estranhos típicos de gripe que desapareciam quando se parava de tomar o fármaco, algumas pessoas que tomavam aminoguanidina desenvolveram sinais em seu sangue de uma doença autoimune que, em três pacientes que tomavam a dose maior, foram associados com uma forma de doença renal altamente inflamatória que leva à completa perda da função renal em apenas semanas ou meses. Dois desses três pacientes que desenvolveram a doença chegaram ao estágio final da insuficiência renal. Felizmente, este aparente efeito colateral foi detectado cedo no estudo, e o comitê de segurança adequadamente introduziu um programa de monitoramento, sendo que após isso ninguém mais chegou a apresentar sinais clínicos desta doença.

UMA SEMELHANÇA FATAL

Mesmo hoje em dia, ainda não sabemos com certeza o que causou a severa toxicidade da aminoguanidina, que não tinha sido observada em estudos com animais. Mas há uma boa hipótese — e se ela estiver correta, faz com que a aminoguanidina seja mais uma prova de conceito de que tentar reprimir o lado escuro dos processos metabólicos muito frequentemente causa repercussões negativas.

O que fazia a aminoguanidina ser um fármaco promissor para bloquear o AGE era seu mecanismo: a redução dos oxoaldeídos. Estas substâncias estão em uma classe de compostos químicos chamada carbonilas: moléculas orgânicas com um átomo de carbono formando uma ligação dupla com um átomo de oxigênio. Esta estrutura faz com que carbonilas sejam altamente ativas biologicamente, que é o motivo pelo qual os oxoaldeídos acorrentam tão implacavelmente as proteínas do corpo. Evidentemente, o metabolismo depende do uso de compostos muito reativos para conduzir a bioquímica da vida — e portanto não é nenhuma surpresa que muitas moléculas biológicas essenciais também tenham grupos carbonila proeminentes.

O problema é que a aminoguanidina não consegue necessariamente distinguir uma molécula com carbonila de outra. Pode-se esperar que isso leve a uma diminuição de moléculas essenciais com grupos carbonila junto com as tóxicas como os oxoaldeídos. Na verdade, sabemos que isso ocorre em pelo menos um caso: na vitamina B6. Como resultado, animais que receberam aminoguanidina podem facilmente desenvolver uma deficiência desta vitamina que é indistinguível de simplesmente fornecê-la em

quantidades abaixo do adequado em suas dietas.16

Reforçando a condenação, um fármaco para pressão alta chamado hidralazina, que contém o mesmo grupo hidrazina prendedor de carbonilas que o sítio ativo da aminoguanidina usa para neutralizar os oxoaldeídos, é bem conhecido por causar uma doença autoimune parecida com o lúpus, cujo primeiro sinal é o surgimento no sangue dos mesmos anticorpos observados nos usuários de aminoguanidina do estudo ACTION I.

Se um fármaco tão promissor quanto a aminoguanidina não pôde evitar de forma segura danos relacionados aos AGEs suficientes para melhorar a saúde de diabéticos, podem ter certeza de que não faria muito pelas pessoas basicamente saudáveis. Como as concentrações de lipídios e açúcar no sangue são muito menores em pessoas sem diabetes, o acúmulo de AGE é muito mais lento, e portanto mais difícil de desacelerar a um nível que leve a uma mudança perceptível na saúde dessas pessoas. Portanto, demoraria muito mais para que quaisquer benefícios potenciais se manifestassem, enquanto que os riscos permaneceriam igualmente altos para cada ano de uso.

 

De fato, um estudo publicado após a retirada da aminoguanidina do

desenvolvimento clínico17 parece mostrar que mesmo os relatos iniciais de redução, em roedores não diabéticos, dos AGEs com ligações cruzadas relacionados com o envelhecimento, eram específicos à linhagem de rato usada nos primeiros estudos (que é particularmente suscetível a doenças renais). Outras linhagens exibiram pouco ou nenhum benefício provindo da administração, durante toda a vida, de aminoguanidina.

Estes são somente alguns exemplos dos caminhos conhecidos ou esperados pelos quais os mecanismos que baseiam a formação de ligações cruzadas comprometem nossa capacidade de prevenir o acúmulo de AGEs. Este pesadelo de complexidade bioquímica é tão elaborado que faria até o mais dedicado entusiasta de quebra-cabeças desistir e ir dormir frustrado; isso deveria levantar sérias dúvidas sobre a sensatez de se continuar a investir recursos para procurar maneiras de interferir nesta rede de caminhos tão pouco compreendidos e tão ramificados (Figura 1). Na confusão da bioquímica do corpo, uma certa quantidade de AGEs é simplesmente inevitável, e tentar impedir suficientemente que ocorra a formação de ligações cruzadas para se ter um impacto real no endurecimento dos tecidos, sem perturbar de alguma forma processos metabólicos essenciais, pode no fim das contas ser inútil.

Se leram os capítulos anteriores deste livro, vocês provavelmente já têm uma boa ideia do tipo de estratégia que eu gostaria de ver sendo usada para se lidar com o problema dos AGEs, tanto em diabéticos quanto no envelhecimento "normal". Não mexam no açúcar do sangue. Não tentem bloquear os radicais livres. Não tentem inventar maneiras de ludibriar o metabolismo. Não tentem evitar de nenhuma maneira a formação dos AGEs. A abordagem da engenharia antienvelhecimento deve ser permitir ao metabolismo ir adiante com seu bagunçado jeito infame, e então remover os próprios AGEs completos  antes de que se acumulem o suficiente para prejudicar o funcionamento dos tecidos, roubando-nos a flexibilidade jovial de nosso corpo e aumentando nosso risco de morte e deficiência.

Neste caso, porém, não estou fazendo tanto o papel de visionário, mas mais o de animador de torcida. Pelo menos duas empresas desenvolveram fármacos do tipo e testaram-nos em animais. Um deles já foi submetido a diversos testes clínicos.

 

Um feliz acaso das SENS

Na década após a primeira sugestão dos Drs. Tony Cerami e Peter Ulrich de que as ligações cruzadas de proteínas pela glicação poderiam ser a ligação (o trocadilho é intencional) entre os altos níveis de açúcar no sangue e as complicações da diabetes, eles gastaram muito de seu tempo trabalhando em maneiras de se fazer algo a respeito.

Eles desempenharam papéis cruciais no desenvolvimento e nos primeiros testes da aminoguanidina, mas bem antes do fracasso do ACTION I já sabiam que moléculas muito mais fortes seriam necessárias para ajudar dois grupos específicos de pessoas com muito distintas deficiências induzidas por AGEs. Por um lado, os diabéticos cuja doença tinha progredido tanto a ponto de terem muitas ligações cruzadas estariam rapidamente se aproximando do limiar no qual seu nível total de ligações cruzadas começaria a resultar em deficiências e morte, e iriam, portanto, requerer intervenções muito mais efetivas do que pessoas que só estivessem nos estágios iniciais da doença. Por outro lado, muitas pessoas que sofrem de doenças derivadas de AGEs como hipertensão e insuficiência cardíaca têm níveis normais de açúcar no sangue. Nestas pessoas, os precursores de AGEs estão presentes em níveis muito menores e são portanto muito mais difíceis de interceptar; seria como tentar atirar em um único pássaro no céu, enquanto que tentar atingir os precursores de AGEs em diabéticos seria como ver uma das incríveis revoadas que escureciam o céu durante os primeiros dias da colonização europeia das Américas, nas quais os caçadores podiam atirar chumbo grosso sem nem se importar em mirar.

Então, no final de 1991, Cerami organizou uma conferência em seus laboratórios no Instituto Picower de Pesquisa Médica em Manhasset, Nova York (EUA). Esta reunião juntou Cerami, Ulrich, diversos outros funcionários do Instituto Picower e cientistas que trabalhavam para uma empresa que Cerami tinha ajudado a fundar chamada Alteon, para gerar ideias para encontrar novas maneiras de inibir a formação de AGEs.

Ao analisar o que se pensava saber sobre a química e os produtos dessas reações de formação, muitos cientistas já tinham concluído (corretamente) que carbonilas reativas (como oxoaldeídos) seriam fontes potenciais importantes de AGEs com ligações cruzadas, e portanto, alvos para fármacos contra AGEs. Esta era exatamente a lógica para o desenvolvimento da aminoguanidina. Ulrich percebeu que, teoricamente, muito do AGE do corpo poderia ser formado a partir de uma classe de carbonilas reativas chamadas dionas de Amadori e das relacionadas Amadori-en-dionas. Estas moléculas se formariam quando produtos de Amadori se decompusessem: grupos carbonila se conectariam através da separação entre proteínas adjacentes, resultando em uma ligação alfa-dicarbonila — especificamente, um tipo de alfa-dicarbonila chamada alfa-dicetona. Em termos químicos, não esperaria-se que tal ligação permanecesse intacta por muito tempo — mas ela também não iria simplesmente desaparecer. Mais provavelmente, pensou Ulrich, rearranjaria-se em uma estrutura final mais estável — um casamento molecular que só a morte separaria.

Se isto fosse verdade, Ulrich podia ver um caminho potencial para o desenvolvimento de novas intervenções contra AGEs. O corpo tem enzimas que decompõem pelo menos alguns tipos de compostos dicarbonílicos, e muitas dessas enzimas têm em comum a incorporação da vitamina tiamina. Pesquisas realizadas por cientistas ucranianos em meados dos anos 1980 tinham mostrado que moléculas da mesma família química da tiamina (chamadas compostos tiazóis) quebram ligações do mesmo tipo químico, embora integradas em substâncias químicas orgânicas em vez de em AGEs em proteínas dos tecidos. A inclusão da tiamina em tantas dessas enzimas, em combinação com o mecanismo dos outros compostos tiazóis, sugeria que a tiamina era o atributo essencial em todas elas, como o formato de cabeça similar de chaves Phillips de diferentes marcas e tamanhos. O cerne ativo da tiamina incorporada agarraria eletroquimicamente as carbonilas na molécula alvo da enzima, o que faria a enzima torcer sua conformação, abrindo e destruindo as ligações.

Ulrich queria projetar uma nova "ferramenta" molecular que faria o mesmo trabalho de divisão com as ligações dicarbonílicas nas dionas de Amadori, eliminando seu potencial de formação de ligações cruzadas. Começando com o conceito de um "sítio ativo" do tipo das tiaminas, os cientistas reunidos começaram a dar sugestões de como diferentes tipos de "alavancas", "pivôs" e "engrenagens" moleculares poderiam se comportar, prevendo suas interações com as dionas de Amadori de suas estruturas. Ulrich ficou na lousa anotando as propostas.

Finalmente, eles chegaram a um esqueleto básico de uma classe de moléculas que poderia-se esperar que quebrasse os tipos de ligações presentes nas dionas de Amadori que acreditavam que provavelmente seriam encontradas no corpo. Então, juntaram uma grande quantidade de variações específicas da mesma temática anexando diversos "membros" à estrutura central do "esqueleto".

No final de uma sessão muito longa, os cientistas da Alteon levaram os resultados de seu trabalho para a realização de testes preliminares. Na Alteon, o Dr. Jack Egan atribuiu a diversos pesquisadores assistentes a tarefa de sintetizar quantidades suficientes para testar cada uma das várias moléculas candidatas, e também produzir grandes lotes do mesmo modelo das dionas de Amadori. A partir de então foi realizada uma série objetiva de experimentos simples: pipetar pequenas quantidades de moléculas candidatas para dentro de tubos de ensaio cheios de precursores de AGEs, e verificar se conseguiam inibir sua conversão em estruturas mais permanentes. 

O que aconteceu, porém, é que "objetiva" não significava "rápida". Após serem realizados dezenas de testes em diferentes concentrações e ainda não tendo exaurido nem de longe a gama de experimentos que queriam fazer, Egan estava procurando uma maneira mais rápida de realizar os experimentos. Em colaboração com a cientista Sara Vasan, ele criou um método alternativo. Ele não tinha certeza se este novo método funcionaria, mas certamente economizariam muito tempo e esforço se funcionasse.

No início, o novo procedimento pareceu funcionar bem: muito do trabalho foi transferido do antigo protocolo para o novo, e rapidamente acumularam uma amostra de dados ampla o suficiente para poder-se esperar que as respostas de que precisavam estivessem enterradas em algum lugar em sua montanha de anotações. Vasan juntou os resultados e começou a escrevê-los para análise interna e possível publicação.

E inicialmente, parecia que tinham obtido seus resultados: os tubos de ensaio continham quantidades variadas de AGEs, o que sugeria que os compostos tinham inibido sua formação a partir de seus precursores em diversos níveis. Mas alguns resultados pareciam muito distantes do volume principal do trabalho, com quantidades bastante excessivas de produtos de reação esperados em relação ao que se poderia atribuir a pequenas variações em concentrações e outros fatores em comparação com outros testes similares usando-se o mesmo composto. A química simplesmente não fazia sentido.

Envergonhada de ter que perguntar a seu supervisor e com medo de simplesmente não ter percebido algo ou de que ela ou um de seus colegas tivesse realizado os experimentos de forma incorreta, Vasan mostrou os resultados a Egan. Ele também achou que os resultados não faziam sentido, e juntos começaram a verificar os cadernos de laboratório originais para checar novamente os resultados.

 Não demorou muito até perceberem que os pontos fora da curva estavam vindo consistentemente dos experimentos que usavam o protocolo novo e mais rápido. Egan e Vasan estudaram este protocolo procurando por uma falha — um erro do tipo "lixo entra, lixo sai" que faz com que um programa de contabilidade diga que vocês devem o dobro de seu salário anual em impostos. Por fim, descobriram um erro nos últimos passos da produção inicial dos modelos de dionas de Amadori. Em um ponto crucial, o procedimento correto é parar as reações que estão ocorrendo, preservando os compostos que tiverem sido produzidos. Em vez disso, o protocolo estava permitindo que outras reações ocorressem, gerando alfa-dicetonas em vez de congelá-las na fase de precursores. O que tinham feito, na verdade, era "cozinhar demais" a sopa bioquímica, gerando ligações alfa-dicetonas maduras e deixando nenhuma ou poucas dionas de Amadori disponíveis contra as quais os destruidores de carbonila de Ulrich poderiam ser testados.

Mas embora este fosse claramente um erro, Egan e Vasan duvidavam de que fosse o único erro, porque não explicava completamente os resultados anômalos nos testes de inibição. Os resultados destes experimentos tinham primeiramente parecido corretos, pois após os inibidores serem misturados com os compostos de teste, os métodos de ensaio rápidos e toscos tinham detectado restos de dionas de Amadori destroçadas flutuando como destroços de naufrágios moleculares. Mas como tais destroços químicos foram produzidos se não havia dionas de Amadori presentes para serem destruídas pelos inibidores tiazóis?

Foi então que perceberam. A explicação tinha estado bem na frente deles o tempo todo; de fato, a química teria sido óbvia se não estivessem analisando o experimento com uma compreensão preconcebida das reações que estariam observando. Como conseguiam ver os grupos carbonila quebrados que esperava-se que seriam deixados para trás após os compostos tiazóis terem quebrado as dionas de Amadori que eles pensavam estar presentes nos tubos, Egan e Vasan vinham assumindo que a presença dessas ligações quebradas significava que os inibidores estavam fazendo o que foram projetados para fazer. Mas e se estivessem fazendo algo completamente diferente? E se os grupos carbonila que estavam detectando nas amostras finais fossem os restos de ligações alfa-dicetonas produzidas erroneamente durante a geração dos compostos de teste, e então destruídas pelos fármacos modelo?

Entretanto, Egan não teve um momento "eureca" — e não só porque ele ainda não tinha descoberto como essas alfa-dicetonas tinham persistido tempo suficiente para serem atacadas pelos fármacos modelo de Ulrich. Sua sensação não foi nem de satisfação intelectual, nem de curiosidade contínua, mas de um deprimente reconhecimento de que tinham estado perdendo tempo. As dionas de Amadori teriam que ser sintetizadas novamente, provavelmente usando-se o protocolo lento original, e os testes de inibição teriam que ser refeitos.

Não havia razão para esconder tudo isso. Egan entrou em contato com Cerami e explicou a situação, desculpando-se pelo tempo perdido e enfatizando que tudo seria pago pela Alteon.

Egan inicialmente não notou nada de estranho nas perguntas que Cerami fez sobre o experimento: cientistas são naturalmente questionadores. Mas começou a parecer estranho quando o doutor continuou com as indagações sobre cada vez mais detalhes misteriosos do procedimento, a lógica por trás de suas conclusões, e até especulações sobre como os compostos tiazóis poderiam ter reagido com as alfa-dicetonas. Infelizmente, Egan não tinha realmente nenhuma ideia de como essa interação poderia ter levado a suas observações: ele era um cientista de bancada, e não um químico medicinal. Que alívio, a curiosidade de Cerami parece ser mais forte que sua frustração com este contratempo — pensou.

Cerami desligou o telefone e se inclinou para trás em sua cadeira, com sua mente a mil. Havia algo que ele não estava percebendo? Atreveria-se a acreditar no que Egan tinha lhe contado — ou a aceitar as implicações?

Tentando acalmar seus dedos trêmulos, ele ligou para Peter Ulrich. Impacientemente, esperou seu parceiro atender o telefone. Finalmente, ouviu o clique do gancho sendo levantado. "Ulrich", disse a voz familiar do outro lado da linha.

"Peter?", disse Cerami, mantendo sua voz firme. "Você pode me explicar como um desses compostos poderia quebrar um AGE com ligação cruzada?"

 

Fazendo a engenharia reversa do feliz

acaso Durante os meses seguintes, Ulrich trabalhou de trás para frente a partir do protocolo de Egan e dos resultados de Vasan, desenvolvendo um cenário hipotético no qual compostos de AGE maduros baseados em ligações alfa-dicetona poderiam ser decompostos por seus novos compostos tiazóis. Por fim, ele considerou que tinha compreendido a química corretamente.

Se os resultados fossem mantidos, eles estariam na trilha certa. Graças à gafe do laboratório, o Instituto Picower e a Alteon estavam no centro não de um, mas de dois grandes avanços na bioquímica dos AGEs: um deles teórico, e o outro tendo uma enorme importância médica potencial. Em primeiro lugar, os resultados indicavam que os AGEs com alfa-dicetona poderiam ser estáveis o bastante para persistir no corpo tempo suficiente para contribuir para o endurecimento dos tecidos sem nenhuma alteração química adicional. E em segundo lugar, eles tinham inadvertidamente projetado uma classe de moléculas que não simplesmente evitaria  a formação de AGEs, mas na realidade os quebraria.

As implicações biomédicas eram empolgantes. Imaginem ser capazes de dar a pacientes cujos corpos já estivessem repletos de ligações cruzadas um fármaco que quebrasse o AGE. Tecidos com AGE seriam rejuvenescidos. Artérias se dilatariam em resposta ao pulso do sangue; corações se encheriam com o fluxo de entrada; até a pele poderia ficar flexível novamente. Era simplesmente a solução dos sonhos para casos avançados de diabetes, ou para pessoas nas quais os AGEs tivessem se acumulado por causa do passar do tempo, e não pela alta taxa de açúcar no sangue. O mercado seria imenso.

O químico inflexível que existe em Ulrich trouxe-o de volta deste sonho para as etapas que estavam entre ele e sua realização. Para começar, a Alteon teria que realizar os experimentos anteriores novamente, monitorando as reações em cada passo para conseguir evidências que apoiassem a química teórica que ele tinha descrito para explicar o resultado original. Além disso, tudo o que tinham feito até o momento ocorrera com AGEs que tinham sido cozinhados em um béquer: ele ainda não sabia se algum AGE com alfa-dicetonas (para nem falar da molécula específica que Vasan tinha produzido acidentalmente) formava-se de fato no corpo em níveis suficientes para prejudicar o funcionamento dos tecidos. E depois havia a questão de se seus compostos-teste seriam capazes de reproduzir em humanos o que estavam fazendo in vitro: o maquinário de detoxificação do corpo poderia metabolizá-los, transformando-os em formas inativas, ou poderia ser impossível consumir o suficiente deles para que houvesse qualquer efeito.

As primeiras questões foram respondidas por uma repetição intencional e mais cuidadosa dos experimentos iniciais de Egan e Vasan, que pareceu confirmar todas as suas esperanças. Os resultados desses estudos foram consistentes com a hipótese — que o AGE esperado era de fato formado a partir dos modelos de dionas de Amadori, e que persistiam tempo suficiente para reagir com seus compostos tiazóis, que de fato pareciam quebrar a ligação cruzada da ponte de alfa-dicetona. E baseando-se nos resultados observados, um composto tiazol específico — um composto químico chamado brometo de N-fenaciltiazólio (PTB) — era uma "chave inglesa" especialmente efetiva para quebrar esses AGEs.

Mas o fato de que o PTB quebrava uma ligação em um AGE artificial não provava que quebraria quaisquer ligações cruzadas que de fato restringem as artérias, corações e outros órgãos de humanos diabéticos e daqueles que estão envelhecendo. Neste ponto, foi a vez de Cerami, o membro com a mente mais voltada para a medicina da equipe, envolver-se mais ativamente. Os dois decidiram submeter o PTB a uma série gradual de testes cada vez mais desafiadores usando sistemas modelo que fossem progressivamente mais parecidos com os sistemas vivos, avançando passo a passo desde células únicas até investigações funcionais e moleculares em animais vivos.

 

Os grilhões desaparecem

Estes estudos necessários foram novamente realizados por pessoas sob o comando de Jack Egan na Alteon, cujos laboratórios primeiramente confirmaram a capacidade do PTB de cortar AGEs usando proteínas e tecidos isolados com ligações cruzadas. Com cada superação bem-sucedida de um obstáculo experimental, seu otimismo crescia, até que se sentiram prontos para levar o trabalho para o laboratório vivo de roedores de laboratório diabéticos. Quando a equipe de Egan injetou seu novo composto nos animais, os resultados foram novamente positivos: os níveis de proteínas glicadas presas às hemácias dos animais caíram mais de um terço na primeira semana, e continuaram caindo, chegando à metade do nível original depois de três semanas e a somente 40% ao final do mês. Realmente parecia que tinham algo muito promissor.

Com essas evidências à mão, os cientistas da Alteon começaram a aplicar injeções de PTB em roedores com corações, rins e artérias endurecidas por AGEs que se acumularam durante uma vida inteira saudável ou de forma rápida por causa da diabetes. Aqui a verdadeira animação começou a surgir, pois o PTB continuou a ter o desempenho esperado, restaurando a performance maleável dos sistemas cardiovasculares que tinham previamente perdido sua flexibilidade jovial, em vez de simplesmente desacelerar um declínio inevitável como a aminoguanidina tinha feito. Estruturalmente, os tecidos dos animais tratados estavam mais macios e elásticos, esticando-se como tiras de borracha novas, e prontamente desfazendo-se quando embebidos em substâncias químicas de digestão; funcionalmente, seus corações estavam expandindo-se para se encherem com o sangue de entrada como se fossem balões novos, e o sangue passava por suas artérias sem os grandes "ecos" de reverberação reversa do pulso que são característicos de vasos sanguíneos velhos.

Porém, eles tinham um problema, pois o PTB é instável demais para ser um fármaco de sucesso para uso humano: depois de uma pílula ter passado pelo sistema digestivo e pela química complexa dos processos de metabolização de fármacos do corpo, muito pouco ainda restaria para se ter um efeito terapêutico significativo. Mas Ulrich não iria desistir de um agente tão promissor, e com um pouco de trabalho, ele e os químicos da Alteon foram capazes de desenvolver uma variação da estrutura básica que não só era mais estável, como também mais ativa: o cloreto de 4,5-dimetil-3-(2-oxo-feniletil)-tiazólio. Por conveniência, a Alteon o apelidou de ALT-711 (porque foi o 771º composto da ALTeon); mais tarde, o composto seria renomeado para o nome mais comercializável de alagebrium.

Um fármaco com a capacidade de quebrar os AGEs que já estivessem formados no corpo teria aplicações na diabetes e em uma ampla gama de doenças do envelhecimento, mas as agências reguladoras só aprovam drogas para uma única indicação por vez. Querendo colocar o fármaco no nicho mais exclusivo possível, os estrategistas da Alteon decidiram desenvolver o alagebrium para doenças que ainda não estivessem sendo tratadas com sucesso pelos medicamentos existentes, e que esperaria-se que respondessem bem exclusivamente ao novo tratamento.

Uma dessas doenças é a hipertensão sistólica isolada (HSI), o tipo de pressão alta no qual a pressão sistólica (novamente, este é o primeiro dos dois números de uma medição de pressão, como o "11" em "11 por 8") é alta, embora a pressão diastólica (o segundo número) esteja adequada. A pressão sistólica é uma medida de quanta pressão é aplicada à parede da artéria pelo fluxo de sangue no vaso quando o coração se contrai, enquanto que a pressão diastólica é a pressão base nas artérias em descanso (tecnicamente, na "diástole"). Fatores hormonais e de outros tipos podem ativamente apertar o vaso sanguíneo, mantendo a pressão dentro das artérias alta mesmo durante a diástole; esses efeitos aumentam a pressão sanguínea independentemente da flexibilidade intrínseca da artéria como um tecido. Mas quando a pressão sistólica é alta mesmo havendo uma pressão diastólica normal, isso é um sinal de que o próprio vaso tornou-se rígido, incapaz de se expandir para acomodar o fluxo de sangue vindo do coração.

Esse "endurecimento arterial" não aterosclerótico não é uma preocupação somente quanto a pessoas diagnosticadas com hipertensão sistólica isolada. Ao passar-se da meia-idade, o endurecimento arterial torna-se um indício cada vez mais poderoso de doenças e ataques cardíacos, e na verdade supera muitos fatores de risco convencionais como o colesterol e a pressão arterial quanto ao risco de eventos cardiovasculares reais (ataques cardíacos e derrames). A FDA e outros órgãos reguladores não reconhecem este efeito "normal" do processo de envelhecimento como uma "doença" para a qual aprovariam um fármaco, de forma que a Alteon sabia que nunca poderia obter uma autorização oficial para o uso do alagebrium no tratamento dessas pessoas; porém, ela também sabia que, uma vez que se comprovasse que o fármaco serrava os grilhões restritivos dos AGEs nas artérias, restaurando a flexibilidade e abrindo os vasos para o fluxo sistólico, ela poderia expandir amplamente o mercado para o fármaco encorajando discretamente sua prescrição não aprovada (a utilização não indicada no rótulo) para incontáveis milhares de pessoas que estão envelhecendo e têm endurecimento arterial relacionado ao envelhecimento.

Outra doença cujas vítimas não se beneficiam muito dos fármacos existentes e que esperaria-se que respondesse mais especificamente a um quebrador de AGE é a insuficiência cardíaca diastólica (ICD). A forma mais comum e sistólica de insuficiência cardíaca ocorre quando a câmara inferior de bombeamento do coração perde a força necessária para empurrar sangue suficiente — daquele que recebe da câmara superior — para manter o suprimento de oxigênio e nutrientes do corpo. Mas cerca de um terço dos pacientes com insuficiência cardíaca tem uma capacidade perfeitamente normal de bombear sangue; seu problema é que a mesma câmara não consegue, primeiramente, expandir-se o suficientemente bem para receber o volume necessário de sangue, de forma que as necessidades do corpo continuam não sendo satisfeitas mesmo depois de bombear praticamente toda a carga recebida. O resultado é o mesmo — os tecidos do corpo ficam famintos por sangue — mas a causa é diferente, e os tratamentos que cuidam admiravelmente bem da insuficiência cardíaca sistólica deixam o corpo dos pacientes com ICD ainda carentes de combustíveis essenciais. Embora a perda estrutural da capacidade de enchimento do coração possa resultar de diversos fatores, muitos casos da doença estão associados ao endurecimento do coração devido a AGEs. Novamente, um fármaco que quebrasse AGEs seria, com exclusividade, adequado para restaurar a funcionalidade saudável destas pessoas, e testes mostrando que poderia restaurar a elasticidade de corações velhos também despertariam um interesse em seu uso em grandes segmentos de uma população "saudável" mas que está rapidamente envelhecendo.

O alagebrium provou seu valor rapidamente, fazendo tudo o que o PTB conseguia fazer e mais. Estudos mostraram que o alagebrium colocado na água de animais de laboratório conseguia proporcionar o mesmo tipo de restauração da flexibilidade do coração e das artérias que o PTB tinha proporcionado somente por injeção, e ainda mais facilmente que este. E havia coisas que o alagebrium conseguia fazer que o PTB nunca tinha sido capaz. Por exemplo, o PTB tinha quebrado alguns dos AGEs que tinham se acumulado nos rins de roedores diabéticos, mas não o suficiente para restaurar a funcionalidade do órgão. Ao tratar-se os mesmos animais com alagebrium, não só o colágeno de seus rins ficou mais solúvel, mas também ocorreu a regressão da fibrose renal, e os órgãos ficaram melhores em filtrar proteínas para fora do sangue, evitando assim seu extravasamento para a urina.

E os roedores foram somente a primeira ordem de mamíferos que se beneficiou com o uso do alagebrium. A Alteon e seus colaboradores logo provaram que o alagebrium conseguia rejuvenescer os corações e vasos sanguíneos de cachorros e macacos. Estes estudos eram muito mais informativos quanto às perspectivas do alagebrium como um verdadeiro fármaco antienvelhecimento do que qualquer coisa que tinha vindo antes, por duas razões. Em primeiro lugar, eles foram realizados em animais que estavam passando pelo envelhecimento "normal", enquanto que os estudos com alagebrium em roedores tinham usado animais com diabetes severa. Em segundo lugar, cachorros e primatas não humanos têm vidas mais longas, e os anos extras dão às forças do envelhecimento mais tempo para induzir os mesmos tipos de mudanças patológicas no sistema cardiovascular que são observadas em humanos idosos, tornando-os melhores modelos para doenças humanas do ponto de vista clínico e teórico.

Assim como em humanos idosos, as câmaras do coração de cachorros mais velhos se esticam menos para receber o sangue do que as de animais mais novos, levando a um enchimento reduzido e a um aumento simultâneo na pressão em seu interior. Em outras palavras, cachorros velhos sofrem de uma leve insuficiência cardíaca diastólica. Quando foi dada uma dose moderada de alagebrium por um mês a animais mais velhos, seus corações ficaram 42% mais flexíveis, como demonstrado por um aumento no volume de sangue recebido sem um aumento na pressão sanguínea dentro da câmara. O contraste foi ainda maior quando o volume de sangue entregue à câmara de bombeamento cardíaca foi aumentado usando outros fármacos: somente algumas semanas antes, este tratamento tinha ampliado ainda mais a diferença de desempenho entre cachorros jovens e velhos em termos de flexibilidade cardíaca, mas após o tratamento com alagebrium seus corações estavam praticamente tão elásticos quanto os dos animais jovens

de controle.18

Os resultados observados em nossos amigos primatas foram ainda mais

impressionantes.19 Em 2001, cientistas da Alteon — trabalhando em colaboração com pesquisadores do Instituto Nacional do Envelhecimento (NIA) dos EUA, que estavam estudando os efeitos do envelhecimento e da restrição calórica em primatas não humanos, e também com especialistas do NIA em medicina cardiovascular — publicaram os resultados de um estudo sobre os efeitos do alagebrium nos sistemas cardiovasculares de macacos Rhesus. Seu grupo de teste eram macacos velhos mas "saudáveis" (considerando-se o estado usual de macacos biologicamente velhos), e em especial, sem diabetes.

No começo do estudo, a flexibilidade arterial dos macacos foi avaliada, assim como o grau com que as câmaras de seus corações se expandiam durante sua fase de enchimento com sangue (diastólica), como uma medida da flexibilidade do tecido. Os macacos então receberam o alagebrium em dias alternados por três semanas, e depois disso seus tecidos foram testados novamente a cada algumas semanas pelos nove meses seguintes.

Surpreendentemente, não houve um efeito mensurável na pressão arterial — sistólica ou diastólica. Porém, após três semanas de tratamento, e ainda mais intensamente após seis semanas, o tecido de seu sistema cardiovascular tinha claramente passado por uma restauração de forma a se tornar mais jovialmente elástico. Usando-se um teste de flexibilidade arterial rudimentar e fácil de realizar, verificou-se que suas artérias tinham se tornado impressionantes 60% mais maleáveis; uma avaliação mais direta revelou uma melhora de 25%. Ao mesmo tempo, seus corações também estavam se expandindo mais facilmente: estavam recebendo 16% mais sangue durante a fase diastólica, e outras medições de funcionamento cardíaco que são pelo menos parcialmente dependentes da melhora do enchimento diastólico também melhoraram depois do tratamento com alagebrium.

Não se esperava que o alagebrium evitasse a formação de novas ligações entre açúcares e proteínas, então não foi surpresa nenhuma quando a suspensão do uso do fármaco foi seguida pela perda desses ganhos uma vez que o acorrentamento molecular gradual dos tecidos dos macacos não estava mais sendo combatido pela ruptura ainda mais rápida dessas ligações. Algumas semanas após o pico da volta da elasticidade mais jovial induzida pelo alagebrium, as artérias dos macacos estavam novamente tão duras quanto tinham estado na preparação inicial do estudo. Seus corações mantiveram sua melhora por um pouco mais de tempo do que as artérias, mas também iniciaram uma tendência a voltar a sua antiga rigidez. Deixar de tomar o fármaco não deixou os macacos pior do que estavam antes do estudo — mas estava claro que as ligações de AGE que estavam sendo quebradas pelo alagebrium podiam ser rapidamente refeitas. A implicação é que os usuários de alagebrium teriam que tomar o fármaco de uma forma quase contínua para que continuassem a desfrutar de sua nova flexibilidade arterial.

Mas isso não diminuiu muito a animação de ninguém. Os resultados desses estudos representavam um marco claro no desenvolvimento do alagebrium. A toxicidade era baixa; nenhum efeito colateral sério tinha sido observado; e estava claro o potencial promissor para um novo tratamento para doenças persistentes.

Estava na hora dos testes em humanos.

 

Da escuridão, luz

O primeiro teste em humanos do alagebrium, publicado no prestigioso periódico Circulation da American Heart Association (Associação

Estadunidense do Coração) em 2001,20 parecia o começo ainda pouco firme de algo grande. Setenta e três homens e mulheres idosos com sinais de endurecimento vascular tiveram sua pressão sanguínea e flexibilidade arterial avaliadas e foram então distribuídos aleatoriamente em dois grupos. Por dois meses, dois terços dos pacientes tomaram o alagebrium em forma de pílula; ao mesmo tempo, o restante recebeu uma pílula com a mesma aparência mas sem o ingrediente ativo, como um grupo placebo de controle. No marco de um mês, e novamente ao final do estudo, seus parâmetros foram reavaliados.

Os resultados não foram completamente claros, permitindo uma variedade de interpretações, mas o estudo foi considerado como sendo preliminar por sua própria natureza, e a maioria dos pesquisadores estava disposta a dar o benefício da dúvida ao fármaco por causa dos resultados impressionantes obtidos em modelos animais. A pressão arterial sistólica e a geral diminuíram nos dois grupos, provavelmente por causa de um anormalmente forte "efeito placebo" no grupo que estava tomando a pílula falsa: a influência do poder de crença sobre o estado real do corpo, que é um fator problemático sabidamente importante em estudos de hipertensão. Independentemente do motivo, o resultado era que o fármaco não conferia uma vantagem clara nos resultados de pressão arterial. Ao mesmo tempo, o endurecimento arterial das pessoas que tomaram o alagebrium parecia ter melhorado em comparação com o grupo placebo de acordo com duas medições diferentes, mas havia objeções técnicas ao método usado em uma dessas avaliações, e a natureza da comparação entre os grupos também fez com que os resultados fossem muito pouco determinantes.

Testes posteriores, porém, forneceram resultados que, em seu conjunto, permitem-nos extrair conclusões mais firmes — e, para infelicidade da Alteon, elas indicam que o alagebrium nunca será aprovado para uso clínico pelos órgãos reguladores. Mais de 1000 pacientes com hipertensão sistólica, insuficiência cardíaca diastólica, insuficiência cardíaca sistólica (com ou sem um crescimento associado compensatório da principal câmara de bombeamento do coração) e até disfunção erétil, além de algumas pessoas saudáveis, foram tratados com alagebrium em testes clínicos

preliminares,21,22,23,24 e apesar dos resultados fornecerem evidências suficientes para sugerir que o fármaco é seguro e está quebrando AGEs nesses pacientes, o efeito é claramente insuficiente para ter considerável impacto em termos de funcionamento. Os resultados quanto à função diastólica no coração não impressionaram; os benefícios na melhora da flexibilidade arterial não foram claros; e foi observado pouco — se é que houve algum — efeito na hipertensão propriamente. Frequentemente o principal objetivo dos estudos não foi alcançado, com os benefícios em geral vindo em marcadores menos importantes do processo da doença que não estão claramente ligados aos resultados clínicos (doenças cardiovasculares, ataques cardíacos ou derrames). Além disso, os benefícios que foram observados não estavam ligados claramente a nenhuma dose específica do fármaco. Isto é paradoxal porque poderia-se muito bem esperar que, com um fármaco que quebra AGEs, os benefícios aumentassem com a dose: mais fármaco deveria significar mais AGEs quebrados e, portanto, sistemas cardiovasculares mais jovens.

Até o momento, a somatória dos dados dos estudos com animais sugere claramente que o alagebrium consegue quebrar AGEs; a questão é por que este benefício não está se traduzindo em uma melhor saúde vascular e cardíaca em pacientes humanos da mesma forma que ocorre em tantas outras espécies.

Alguns críticos dizem que, no fim das contas, o alagebrium não está realmente quebrando os AGEs, mas que em vez disso seria um inibidor de AGE, assim como Ulrich e seus colegas tinham inicialmente planejado. Há uma certa plausibilidade superficial nesta ideia, mas esses argumentos não se sustentam contra o fato irrefutável de que, em estudos com animais, o alagebrium não simplesmente desacelera o desenvolvimento de complicações em roedores diabéticos ou evita o endurecimento dos tecidos relacionado ao AGE do sistema cardiovascular em cachorros e macacos que estão envelhecendo normalmente: ele reverte esses processos. Um fármaco que somente inibisse a formação de ligações cruzadas nos tecidos seria capaz de reduzir a taxa com que novas ligações cruzadas se formam e, portanto, de desacelerar a degeneração dos tecidos com ligações cruzadas — mas não teria o tipo de efeitos restauradores rápidos que foram desencadeados pelo alagebrium.

O fato de que os tecidos de animais tratados com alagebrium se tornam inflexíveis novamente tão rapidamente após a suspensão do uso do fármaco também parece pesar contra a sugestão de que o fármaco esteja na verdade só reduzindo a formação de AGEs, uma vez que as ligações cruzadas subjacentes estão claramente voltando a se formar muito mais rapidamente do que ocorreu durante os muitos anos que foram necessários para seu acúmulo inicial. Esta observação sugere que a quebra da ponte de alfa-dicetona nesses AGEs expõe um grupo carbonila altamente reativo, que rapidamente gruda-se novamente a uma proteína adjacente. Por causa da quebra contínua de outras ligações cruzadas, os usuários do fármaco ficam um passo à frente deste problema com a estratégia de "dois passos para a frente, um passo para trás" — mas quando se suspende seu uso, eles rapidamente retornam a seu antigo estado com AGEs.

E quanto à incapacidade dos pesquisadores de encontrar ligações cruzadas de alfa-dicetona no corpo? O motivo para isso é quase certamente que estas estruturas são, ironicamente, relativamente fáceis demais de destruir. A parte difícil ao se projetar um fármaco que quebra AGEs não é a falta de substâncias químicas que possam quebrar uma determinada ligação cruzada; o problema é conseguir algo que não destrua completamente também as proteínas normais e saudáveis durante o processo. As formas comuns de encontrar AGEs no corpo envolvem encharcar uma amostra de tecido com ácidos fortes e examinar o que restar. Esta técnica detecta os AGEs mais extremamente difíceis de destruir, como a pentosidina, mas elimina todos os traços das ligações cruzadas mais delicadas.

Suspeitou-se durante muito tempo, e durante os últimos anos foi confirmado, que a rudeza desses ensaios introduziu sérias distorções na pesquisa sobre AGEs. Na última década, novas metodologias foram desenvolvidas para encontrar-se ligações cruzadas de AGEs em tecidos através de um processo trabalhoso de quebra, quase uma por uma, das ligações químicas normais e saudáveis em um tecido, deixando para trás somente ligações químicas anormais como as dos AGEs. Usando essas técnicas, os pesquisadores provaram que os AGEs que se pensava serem os mais abundantes são na verdade somente os mais resistentes ao bombardeio químico que previamente tinha sido usado para tirá-los do esconderijo. Os AGEs mais facilmente observados (como a pentosidina) são na verdade relativamente raros no corpo (e, portanto, contribuem pouco para o estado geral de endurecimento dos tecidos), enquanto que outras ligações cruzadas que são muito mais comuns (e, portanto, infligem uma carga total de acorrentamento de proteínas muito maior nos tecidos vivos) permaneceram invisíveis aos nossos métodos de teste.

Acredito que esta seja a explicação para a nossa incapacidade, até o momento, de identificar os alvos moleculares do alagebrium. A estrutura prevista de ligações cruzadas alfa-dicetona é tal que elas seriam relativamente fáceis de quebrar: de fato, vocês se lembrarão de que este é o motivo pelo qual Peter Ulrich originalmente pensava que nem durassem tempo o suficiente para que valesse a pena explorá-las como um alvo farmacêutico.

Por sua vez, a infeliz diferença no impacto funcional do tratamento com alagebrium em pacientes humanos em comparação com roedores, cachorros e macacos de laboratório pode ser o resultado das ligações cruzadas alfa-dicetona serem simplesmente um tipo muito mais comum de AGEs nessas espécies do que na nossa. Está claro que há diferenças entre as espécies nos caminhos metabólicos que estruturam a formação de AGEs. Por exemplo, como vimos anteriormente, o corpo de ratos diabéticos sofre muito mais estresse oxidativo do que o nosso em resposta à doença. Isto deve afetar não somente como os AGEs são gerados, mas quais ligações cruzadas específicas são formadas: estruturas cuja formação envolve radicais livres provavelmente terão um peso muito maior nos tecidos de ratos do que em tecidos humanos.

Outro motivo para se pensar que as ligações cruzadas alfa-dicetona podem ser menos importantes em nossa própria espécie do que em outras é o simples fato de que vivemos muito mais tempo do que esses outros organismos. AGEs de vida longa e resistentes como a pentosidina são muito difíceis de serem quebrados pelo corpo, e assim tendem a se acumular de forma bastante linear com a idade: o resultado é que, embora organismos de vida mais longa os acumulem mais lentamente do que organismos de vida mais curta, esses organismos acabam ficando com níveis absolutos maiores desses AGEs no momento em que suas vidas terminam, simplesmente porque tiveram muito mais anos para acumulá-los. Dessa forma, se analisarem a Figura 2, verão que com 14 anos de idade, um cachorro extremamente "idoso" tem cerca de 40 unidades de pentosidina em um miligrama de colágeno, enquanto que um miniporco da mesma idade — mas com metade de sua expectativa de vida média ainda pela frente — tem somente 15 unidades. Um macaco possivelmente poderia viver por 40 anos, e aos 10 anos de idade só tem acumuladas cinco unidades de pentosidina. Um humano, com uma expectativa de vida máxima de mais de 100 anos, teria acumuladas ainda menos unidades. Porém, aos 60 anos, quando os AGEs com ligações cruzadas estão começando a afetar seriamente a probabilidade de sobrevivência por mais um ano, a pele humana carrega o fardo de cerca de 50 unidades de pentosidina fazendo ligações cruzadas em suas proteínas por miligrama de colágeno — mais do que qualquer uma das espécies de vida mais curta teve tempo de acumular.

Agora, lembrem-se de que, de forma oposta às ligações cruzadas extremamente resistentes do tipo da pentosidina, supõe-se que as ligações cruzadas alfa-dicetona — o tipo que o alagebrium quebra — sejam relativamente frágeis no contexto dos AGEs, e assim a quantidade dessas ligações cruzadas se baseia em um equilíbrio entre formação e quebra relativamente rápidas. Como todos os AGEs, o declínio do controle metabólico do combustível ao envelhecermos levaria a um aumento na taxa de formação deste tipo de AGE com a idade — mas sua eliminação relativamente fácil deveria permitir ao corpo manter seu aumento sob controle em sua maior parte, levando a uma taxa de acúmulo muito mais lenta do que a da resistente pentosidina.

O resultado final disso seria que na parte final da vida, quando o endurecimento induzido por AGEs está se tornando rapidamente fatal, a contribuição das ligações cruzadas alfa-dicetona para a carga total de AGE (e, portanto, para a perda da necessária flexibilidade) em um tecido seria menor em uma espécie de vida longa como a nossa do que em um macaco ou um cachorro (sem falar de um rato), pela simples razão de que muito mais desses tipos mais resistentes de AGE teriam se acumulado nos organismos de vida longa do que as criaturas de vida curta tem sequer a possibilidade de acumular. Portanto, um quebrador de alfa-dicetona como o alagebrium deixaria para trás — mesmo sendo extremamente efetivo em sua tarefa molecular específica — uma carga muito maior de outras ligações cruzadas do que aconteceria em organismos modelo, ocasionando uma restauração muito menos efetiva da plasticidade jovial dos tecidos.

 

Alagebrium e mais além

Então qual é a situação do alagebrium no contexto das SENS? Claramente, a falta de benefícios claros em humanos indica que este fármaco, em si mesmo, não desempenhará um papel muito importante na reversão dos danos de ligações cruzadas em nossos tecidos. Seu valor, em vez disso, vem de uma prova de conceito: ele nos mostra que os AGEs podem ser quebrados no corpo, e os tecidos podem ser regenerados, muito depois do metabolismo ter feito seu trabalho sujo de ligar nossas proteínas umas às outras. O que será necessário é uma nova geração de quebradores de AGEs que corte os AGEs mais abundantes e assim nos livre dessas estruturas que estão realmente imobilizando nossos tecidos. Agentes desse tipo proverão o mesmo tipo de benefícios a humanos que o alagebrium proporciona a animais — benefícios primeiramente demonstrados na diabetes, HSI, e insuficiência cardíaca diastólica, e por fim no próprio envelhecimento.

É importante enfatizar que não será um único fármaco que nos salvará completamente das ligações cruzadas nos tecidos. Como vimos, a glicação leva à formação de muitos AGEs diferentes, cada um com uma estrutura distinta. Fármacos que quebrarão um determinado AGE provavelmente deixarão a maioria dos outros intactos: nenhuma molécula será capaz de quebrar todas essas ligações intermoleculares distintas. Portanto, como vimos em relação aos amiloides no Capítulo 8, teremos que desenvolver uma gama de medicamentos, cada um com a capacidade de quebrar uma estrutura específica com ligações cruzadas ou no máximo uma pequena família de estruturas semelhantes.

Mas a necessidade final de desenvolver diversos fármacos para quebrar várias estruturas distintas de AGEs não significa que não possamos efetivamente impedir que AGEs contribuam para o envelhecimento de nossos corações, artérias e outros tecidos até termos uma solução à mão para todas essas ligações cruzadas. A ideia estruturante da escola de "engenharia" da biotecnologia antienvelhecimento nos diz que não precisamos resolver todos os nossos problemas de uma só vez para interferir no processo: podemos "rejuvenescer enquanto vamos em frente", enfrentando um desafio por vez.

Para entender o motivo disso, lembrem-se de que os danos moleculares subjacentes ao envelhecimento começam a se acumular enquanto ainda estamos no ventre de nossas mães, mas ainda assim continuamos bastante jovens até completar 40 anos: são necessárias muitas décadas desses ataques para que a quantidade de danos seja suficiente para exercer um impacto funcional em nosso corpo. Até este patamar ser alcançado, uma determinada forma de dano do envelhecimento é essencialmente inofensiva em si mesma.

Portanto, para restaurar mais flexibilidade jovial em um tecido, não precisamos quebrar todos os diversos tipos de ligações cruzadas de AGEs em nossos corpos, mas somente os que contribuem mais para o endurecimento de nossos tecidos. Em termos práticos, o rejuvenescimento será efetuado assim que pudermos quebrar uma proporção suficiente das estruturas de AGEs em nossos corpos de forma a manter a quantidade total de ligações cruzadas abaixo do patamar a partir do qual de fato seria prejudicado o funcionamento dos tecidos.

Assim que tivermos um fármaco que quebre um determinado tipo de ligação cruzada, ficaremos livres de sua influência maléfica. A solução, devido a sua própria natureza, não será "de uma vez por todas": seremos submetidos novamente ao tratamento a cada alguns anos ou décadas, tomando o fármaco por algumas semanas ou meses — tempo o suficiente para quebrar uma quantidade suficiente de AGEs de forma a deixar nossos tecidos tão flexíveis quanto eram na juventude. Essas ligações cruzadas imediatamente começarão a se acumular novamente, é claro — mas poderemos dar-nos ao luxo de deixar isso acontecer até que o patamar crítico se aproxime novamente (notem que neste cenário assume-se que o quebrador de AGE deixaria o AGE quebrado em um estado quimicamente inerte, coisa que o alagebrium evidentemente não faz com as alfa-dicetonas; se os AGEs quebrados forem reativos, o fármaco terá que ser tomado continuamente). Entretanto, o primeiro quebrador efetivo de AGE não solucionará todo o problema dos AGEs. Ele provavelmente chegará à clínica médica primeiro por ter a virtude de ter como alvo o AGE mais abundante, mas certamente não quebrará todas as espécies de AGE. Portanto, outros AGEs com ligações cruzadas continuarão a se formar em nosso corpo de forma inalterada, embora a uma velocidade menor. Essas ligações cruzadas alcançarão níveis patológicos pela primeira vez quando nossas vidas tiverem sido prolongadas por tempo o suficiente para que endureçam nossos tecidos por si só com igual intensidade que elas e o primeiro AGE alvo endurecem conjuntamente em um tempo de vida normal hoje em dia.

Então, sim, precisaremos identificar esses AGEs também, e desenvolver tratamentos direcionados a eles. Mas o ponto importante da perspectiva da engenharia é que simplesmente isso não será um problema biomédico real até que a primeira onda de tratamentos antienvelhecimento (incluindo tratamentos contra AGEs) tenha, por si só, prolongado bastante nossas vidas. O primeiro quebrador de um AGE abundante nos dará tempo para identificar esses outros AGEs e desenvolver novos tratamentos que, por sua vez, nos livrarão deles.

Em algum momento, desenvolveremos um tratamento para a vida toda com quebradores de AGE que não será muito diferente do cronograma atual de vacinas infantis, no qual receberemos uma série de fármacos específicos que quebram ligações cruzadas, cada um sendo administrado em seu próprio ciclo de anos, décadas ou talvez até séculos, de acordo com as taxas e sítios de formação de seus alvos no corpo. Mas para alcançar o primeiro grande avanço em restaurar a flexibilidade jovial dos tecidos com AGEs, precisamos somente priorizar o desenvolvimento de quebradores de ligações cruzadas que destruirão as ligações cruzadas que nos causam problemas clínicos dentro de um tempo de vida atualmente normal.

A sessão acima somente analisa o caso dos AGEs, mas uma lógica similar se aplica a todo o âmbito das SENS. Discutirei isso com mais detalhes no Capítulo 14.

 

Conheça seu inimigo

Hoje em dia, pela primeira vez na história, temos a possibilidade de desenvolver fármacos desse tipo de forma racional. Somente pouco mais de uma década atrás, quando Peter Ulrich e os químicos da Alteon estavam fazendo o trabalho que acabaria levando ao desenvolvimento do alagebrium, o trabalho estava sendo feito no escuro. Eles nem tinham certeza de se os tipos de AGEs que estavam usando como alvos realmente existiam no corpo — estavam simplesmente supondo, a partir de estudos realizados in vitro, que ligações do tipo poderiam se formar e contribuir para o endurecimento de tecidos vivos. Mas os novos métodos baseados em enzimas que mencionei anteriormente nos permitem atualmente desmontar lentamente os tecidos a nível molecular, camada por camada, revelando a presença e as quantidades de ligações cruzadas patológicas em nosso corpo, expondo nossos oponentes, anteriormente escondidos, à luz da ciência. Pesquisadores que gastaram seu tempo desenvolvendo e usando esses novos procedimentos trabalhosos em tecidos humanos envelhecidos nos deram alvos confiáveis nos quais podemos mirar: uma estrutura complexa chamada glicosepano, que só foi identificada usando-se essas novas

técnicas em 1999,25 e provavelmente outro AGE chamado K2P, que é especialmente relevante nos cristalinos dos nossos olhos e possivelmente

em outros tecidos.26 O glicosepano é o contribuinte individualmente mais importante para a carga de AGE no corpo que se conhece até o momento, unindo até uma a cada cinco moléculas da importante proteína estrutural colágeno em humanos velhos não diabéticos. Os níveis de glicosepano são cerca de 100 vezes mais altos que o de qualquer outro AGE que anteriormente tenha sido encontrado no colágeno ou no cristalino. Um fármaco que conseguisse livrar nossos tecidos dessas algemas de AGE teria um impacto muito maior na carga total de ligações cruzadas do que o alagebrium, e assim traria de volta a nossos tecidos muito mais de sua flexibilidade e funcionalidade jovial.

Hoje em dia, embora usando o mesmo tipo de desenvolvimento molecular em lousa que Ulrich e seus colegas usaram no começo dos anos 1990 para projetar novos quebradores de AGE, podemos criar alicates moleculares que tenham os instrumentos precisos para quebrar AGEs específicos, cujas estruturas moleculares exatas conhecemos, e cuja presença em nosso corpo e importância biomédica como principais contribuintes para a formação total de ligações cruzadas em nossos tecidos com o envelhecimento são uma certeza.

Também temos a vantagem de ter ferramentas de análise mais rápidas. Podemos usar softwares para simular o comportamento de quebradores de AGE, e automatizar a geração de variações sobre um tema molecular central. Podemos usar a robótica para sintetizar milhares de ampolas de fármacos candidatos, e usar técnicas mecanizadas e de alta produtividade para avaliar seus efeitos contra um culpado conhecido quanto à perda de elasticidade de nossos corações e outros tecidos.

Ser capaz de analisar a estrutura química exata do glicosepano nos dá mais uma vantagem no desenvolvimento de seu arqui-inimigo, vantagem que Ulrich certamente desejaria haver tido tantos anos atrás. A parte difícil de desenvolver um quebrador de glicosepano para uso clínico não é identificar substâncias químicas que possam destruí-lo: como vimos anteriormente, os ácidos usados em nossas antigas técnicas de análise de AGEs faziam um trabalho lamentavelmente excelente ao quebrá-lo. O problema é criar moléculas que façam isso seletivamente, sem danificar biomoléculas saudáveis que compartilhem da mesma vulnerabilidade explorada pelo futuro fármaco. Ao terem reconstruído a identidade molecular do glicosepano, os bioquímicos agora conseguem ver quão ampla é a janela que têm para projetar tesouras moleculares para cortá-lo.

Felizmente, esta janela pode ser de fato muito grande. A estrutura do glicosepano é tão diferente de qualquer estrutura funcional em nosso corpo ou no de outros mamíferos que um fármaco que seletivamente seja direcionado a ele deve ser inofensivo a qualquer molécula que supostamente se encontre em nosso corpo.

Como já expliquei, o quebrador de glicosepano resultante deverá ser o primeiro de uma série de fármacos que quebram AGEs que serão necessários para libertar nossas proteínas de suas algemas moleculares. Então teremos alcançado pela primeira vez em humanos o que foi observado somente alguns anos atrás em cachorros e macacos tratados com alagebrium. Corações velhos se expandirão novamente, livres para se encherem de sangue portador de vida. Artérias velhas endurecidas novamente irão prontamente se expandir em resposta ao fluxo do sangue da vida. Os tecidos endurecidos e inflexíveis dos idosos irão se mover com a flexibilidade da juventude. O absurdo e a atrocidade de um corpo prendendo-se com nós moleculares terminará, e iremos nos dobrar e flexionar por dentro e por fora como crianças nos parques da vida.

OceanofPDF.com