No desenvolvimento de medicamentos administrados por via oral, um dos principais desafios é garantir que o princípio ativo seja absorvido de forma eficiente pelo organismo. Nesse contexto, o Particle Drifting Effect (efeito de deriva de partículas) tem despertado o interesse da comunidade científica por demonstrar como partículas coloidais em escala nanométrica podem melhorar a biodisponibilidade e, consequentemente, a eficácia terapêutica dos fármacos.
À medida que essas nanopartículas percorrem o trato gastrointestinal (GI), elas encontram diferentes barreiras fisiológicas que dificultam a absorção dos compostos. Entre elas está a camada aquosa localizada próxima à parede intestinal, responsável por oferecer uma resistência difusional que pode limitar significativamente a absorção de moléculas maiores e de formulações convencionais.
O papel do tamanho das partículas
O tamanho das partículas é um dos fatores mais importantes para determinar seu comportamento durante a absorção. Partículas coloidais nanométricas, geralmente inferiores a 100 nm, apresentam uma elevada relação entre área superficial e volume, característica que favorece tanto a solubilidade quanto a interação com a mucosa intestinal.
Além disso, propriedades como carga superficial e hidrofilicidade também influenciam diretamente a forma como essas partículas interagem com a camada aquosa que recobre o epitélio intestinal, impactando sua capacidade de atravessar essa barreira.
Como ocorre o efeito Particle Drift?
As nanopartículas possuem uma vantagem importante em relação às partículas maiores: seu movimento é intensamente influenciado pelo movimento browniano (movimento aleatório causado pelas colisões com as moléculas do meio), que aumenta conforme o tamanho da partícula diminui. Esse comportamento permite que elas atravessem com maior eficiência a camada aquosa presente junto à parede intestinal, reduzindo a resistência à difusão.
Outro mecanismo envolvido é o próprio Particle Drift, resultado da combinação de diferentes fenômenos físicos, como interações hidrodinâmicas e mobilidade eletroforética. Sob as forças de cisalhamento geradas pelo fluxo de fluidos no trato gastrointestinal, as nanopartículas tendem a migrar em direção à parede intestinal, favorecendo seu transporte, reduzindo a formação de agregados e aumentando o potencial de absorção do fármaco.
A influência do ambiente gastrointestinal
O ambiente gastrointestinal é altamente dinâmico e exerce forte influência sobre o comportamento das nanopartículas. Fatores como pH, sais biliares, enzimas digestivas e a composição dos fluidos intestinais podem alterar sua estabilidade, dispersão e interação com os tecidos.
Compreender essas variáveis é fundamental para o desenvolvimento de formulações capazes de oferecer maior eficiência terapêutica e desempenho reprodutível.
Como prever o comportamento das nanopartículas?
A previsão do desempenho de formulações contendo nanopartículas depende da combinação entre modelos computacionais e estudos experimentais.
Modelos matemáticos vêm sendo desenvolvidos para simular o comportamento das partículas considerando parâmetros como tamanho, revestimentos superficiais e condições fisiológicas do trato gastrointestinal.
Já os estudos in vitro e in vivo permitem avaliar esse comportamento em condições que reproduzem o ambiente biológico. Técnicas como Dynamic Light Scattering (DLS) e microscopia possibilitam acompanhar a dinâmica das partículas, enquanto experimentos de fluxo fornecem informações importantes sobre sua capacidade de atravessar barreiras biológicas.
O papel das soluções da Píon na predição da absorção
Entre as tecnologias disponíveis para apoiar essas avaliações, destacam-se os sistemas desenvolvidos pela Píon, empresa representada pela Flowscience no Brasil, que permitem prever o comportamento de formulações ainda nas fases iniciais do desenvolvimento farmacêutico.
O Predictor Software utiliza os mecanismos do modelo Gastrointestinal Unified Theoretical (GUT) para converter dados de fluxo obtidos em ensaios in vitro em previsões da absorção oral in vivo, estimando também a porcentagem de fármaco absorvida (Fa%).
Quando utilizado em conjunto com o sistema Rainbow Dynamic Dissolution Monitoring, o software permite compreender a interação entre três fatores fundamentais para a absorção oral:
- Dose (Do);
- Dissolução (Dn);
- Permeabilidade (Pn).
A partir desses parâmetros, o Predictor identifica qual etapa representa o principal fator limitante da absorção do princípio ativo, indicando se a limitação está relacionada à permeabilidade, à dissolução ou à combinação entre solubilidade e permeabilidade.
Além disso, o software também classifica os compostos de acordo com o Sistema de Classificação Biofarmacêutica (BCS), fornecendo informações valiosas para que cientistas de formulação possam definir estratégias mais eficientes para otimizar a absorção oral dos medicamentos.
Perspectivas para o futuro
O avanço das pesquisas envolvendo nanopartículas continua ampliando o entendimento sobre sua interação com o ambiente gastrointestinal. A integração entre conhecimentos de física, química, engenharia e farmacologia vem impulsionando o desenvolvimento de formulações cada vez mais eficientes, seguras e alinhadas às exigências regulatórias.
Ferramentas preditivas, como as desenvolvidas pela Píon, representam um importante suporte para acelerar o desenvolvimento farmacêutico, reduzir riscos durante a etapa de formulação e contribuir para a obtenção de medicamentos com melhor desempenho terapêutico.
Como a Flowscience pode apoiar sua pesquisa
O desenvolvimento de medicamentos cada vez mais seguros e eficazes depende da utilização de tecnologias que permitam compreender, com precisão, o comportamento dos compostos desde as fases iniciais de pesquisa.
Como representante da Píon no Brasil, a Flowscience oferece soluções para estudos de dissolução, permeabilidade, absorção oral e caracterização físico-química, auxiliando pesquisadores, universidades e indústrias farmacêuticas na obtenção de dados confiáveis para acelerar o desenvolvimento de novas formulações.
Se você deseja conhecer melhor as tecnologias da Píon e entender como elas podem contribuir para seus projetos de pesquisa e desenvolvimento, entre em contato com a equipe da Flowscience.
Artigo original: Particle Drifting Effect in Drug Development
https://www.pion-inc.com/blog/particle-drifting-effect-in-drug-development
