Rang e Dale: Farmacologia

Humphrey P. Rang · Capítulo 97 de 751

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Rang e Dale: Farmacologia

Sistemas de testes biológicos

Muitos hormônios e mediadores químicos foram descobertos pelos

efeitos biológicos que produzem. Por exemplo, a propriedade dos

extratos da neuro-hipófise de causar aumento na pressão arterial e

contração do útero foi observada no início do século XX.

Procedimentos de ensaios quantitativos com base nessas ações

permitiram uma preparação-padrão do extrato que foi estabelecida por

um acordo internacional em 1935. Ao se adotarem esses ensaios,

demonstrou-se que dois peptídios distintos – a vasopressina e a

ocitocina – eram responsáveis, sendo finalmente identificados e

sintetizados em 1953. Os ensaios biológicos já haviam revelado muitas

informações sobre síntese, armazenamento e liberação dos hormônios, e

se revelaram de valor inestimável para sua purificação e identificação.

Atualmente, já não são necessários mais 50 anos de laboriosos ensaios

biológicos para identificar novos hormônios antes de sua caracterização

química,2 mas eles ainda são muito importantes. O crescimento recente

dos biofármacos (ver Capítulo 5) como agentes terapêuticos registrados

baseou-se em técnicas de ensaios biológicos e no estabelecimento de

preparações-padrão. Os biofármacos, sejam os derivados de recursos

naturais (p. ex., anticorpos monoclonais, vacinas), sejam os que provêm

de técnicas moleculares como a do DNA recombinante (p. ex.,

eritropoetina), tendem a variar de um lote para outro, e necessitam ser

padronizados em relação à sua atividade biológica. Os diferentes

padrões de glicosilação, por exemplo, que não são detectados por

técnicas de imunoensaios, podem afetar a atividade biológica.

 

SISTEMAS DE TESTES BIOLÓGICOS

Atualmente, um importante uso dos ensaios biológicos é o fornecimento de

informações que preveem os efeitos de fármacos no uso clínico (em que o objetivo é melhorar a função dos pacientes afetados pelos efeitos de

doenças). A escolha de sistemas de testes laboratoriais (“modelos” in vitro e

in vivo) que fundamentem essa previsibilidade é um aspecto importante da

farmacologia quantitativa.

Por volta dos anos 1960, os farmacologistas adotaram o uso de órgãos

isolados e animais de laboratório (em geral, anestesiados) para

experimentos quantitativos, e desenvolveram os princípios do ensaio

biológico de modo a permitir medições confiáveis com esses sistemas de

ensaio, por vezes difíceis e imprevisíveis.

Ensaios biológicos em diferentes sistemas de teste podem ser realizados

em paralelo para revelar o perfil da atividade de um mediador

desconhecido. Vane et al. estudaram a geração e a destruição de substâncias

endógenas ativas, como os prostanoides sanguíneos (ver Capítulo 18), por

meio da técnica da cascata de superfusão, medindo a contração ou o

relaxamento de uma série de preparações-teste de músculo liso, escolhidas

para discriminar os diferentes constituintes ativos da amostra. Essa técnica

tem valor inestimável no estudo da produção e do destino dos mediadores

de vida curta, como tromboxano, prostaciclina e óxido nítrico (ver

Capítulos 18 e 21).

Esses sistemas de ensaio “tradicionais” visam à ação fisiológica dos

fármacos – grosso modo, o meio da hierarquia organizacional apresentado

na Figura 8.1. Os desenvolvimentos posteriores ampliaram a gama de

modelos disponíveis nas duas direções, para o lado molecular e para o lado

clínico. As provas de aglutinação (ver Capítulo 3) e o uso de linhagens de

células projetadas para expressar receptores normais, mutados e moléculas

de sinalização são agora amplamente utilizados. Técnicas baseadas em

cristalografia de raios X, espectroscopia de ressonância magnética e sinais

de fluorescência têm trazido mais clareza quanto à ação dos fármacos em nível molecular (ver revisões de Lohse et al., 2012; Nygaard et al., 2013),

permitindo, pela primeira vez, a medição e a detecção dos eventos

moleculares iniciais. De fato, a atual gama de técnicas disponíveis para a

análise dos efeitos dos fármacos em níveis molecular e celular é

impressionante e está se expandindo rapidamente. Um bom exemplo disso

(Figura 8.2) é o uso de separação com células ativadas pela fluoresceína

(FACS) para medir o efeito de um corticosteroide na expressão de uma

proteína marcadora de superfície celular pelos monócitos sanguíneos

humanos. Atualmente, ensaios celulares quantitativos desse tipo são

amplamente usados em farmacologia.

Figura 8.1 Níveis de organização biológica e tipos de medidas farmacológicas.

SNC, sistema nervoso central; NK-1, neurocinina-1.

 

Essas abordagens têm implicações importantes para o entendimento

básico da ação dos fármacos, bem como para o respectivo desenho, mas a

necessidade de medição dos efeitos dos fármacos em níveis fisiológico e

terapêutico permanece – este é o foco do presente capítulo.