Azithromycin Salt/Cocrystal with Glycine and Acetamide for Superior Drug Performance: Experimental, Characterization and DFT Study

Os medicamentos frequentemente enfrentam um obstáculo oculto antes de poderem curar um paciente: a jornada de uma pílula até a corrente sanguínea. Para que um fármaco funcione, ele deve primeiro se dissolver no ambiente aquoso do corpo. Se um medicamento se dissolve muito lentamente ou não se dissolve de forma alguma, ele não consegue alcançar a infecção que deveria combater, não importa quão poderosa seja sua fórmula química. Este é um problema comum para muitos antibióticos, incluindo um amplamente utilizado chamado azitromicina. Embora seja eficaz contra uma ampla gama de infecções bacterianas, este fármaco tem dificuldade em se dissolver rapidamente na água, o que limita o quão bem o corpo pode absorvê-lo. Para resolver isso, os cientistas recorreram a um campo da química que trata medicamentos sólidos não apenas como substâncias isoladas, mas como parceiros. Ao parear cuidadosamente uma molécula de fármaco com um parceiro inofensivo de grau alimentício, os pesquisadores podem construir novas estruturas sólidas que se comportam de maneira diferente do fármaco original sozinho. Essas novas estruturas, conhecidas como sais ou cocristais, podem mudar como um medicamento se sente, quão estável é e, o mais importante, o quão rápido se dissolve.

Em um estudo recente, pesquisadores buscaram melhorar o desempenho da azitromicina criando duas dessas novas formas sólidas. Eles parearam o antibiótico com dois parceiros diferentes e simples: glicina, que é o bloco de construção mais básico das proteínas encontradas no corpo humano, e acetamida, um composto químico comum usado em vários processos industriais e farmacêuticos. A equipe misturou o fármaco e esses parceiros em quantidades iguais usando um método simples de dissolvê-los em água e metanol, deixando o líquido evaporar lentamente. À medida que o líquido desaparecia, as moléculas se rearranjavam em novos cristais estáveis. O objetivo era ver se essas novas combinações se dissolveriam mais rapidamente e funcionariam melhor do que a forma padrão do fármaco.

Para confirmar que haviam criado com sucesso essas novas estruturas e não apenas uma simples mistura dos dois ingredientes, os cientistas utilizaram um conjunto de ferramentas avançadas para observar os materiais em nível molecular. Eles examinaram os cristais com técnicas baseadas em luz que medem como as moléculas vibram e absorvem energia. Os resultados mostraram sinais claros de que o fármaco e seus parceiros haviam se ligado de maneiras específicas. No caso do fármaco pareado com a glicina, as evidências apontaram para a formação de um sal, onde uma minúscula partícula de eletricidade, conhecida como próton, moveu-se da glicina para o fármaco, criando uma forte atração elétrica entre eles. Com o parceiro acetamida, as moléculas mantinham-se unidas através de uma rede de ligações de hidrogênio, um tipo de conexão ligeiramente diferente, mas igualmente estável. Os pesquisadores também usaram simulações computacionais para modelar essas interações, confirmando que as novas estruturas eram energeticamente favoráveis e estáveis.

As propriedades físicas desses novos materiais foram tão promissoras quanto sua composição química. Quando a equipe testou o quão bem as novas formas se dissolviam em líquido, encontrou uma melhoria significativa em relação ao fármaco original. As novas formas de sal e cocristal liberaram seu ingrediente ativo muito mais rapidamente, particularmente em condições que mimetizam o corpo humano. Essa dissolução mais rápida é crucial porque significa que o medicamento pode entrar na corrente sanguínea de forma mais rápida e eficaz. Além disso, ao serem testadas contra bactérias comuns, como as que causam infecções estomacais e respiratórias, as novas formas mostraram uma atividade antibacteriana mais forte do que o fármaco puro, mesmo contendo menos antibiótico por peso. Isso sugere que, ao tornar o fármaco mais disponível para o corpo, sua capacidade de combater a infecção é potencializada.

O estudo também observou como esses novos cristais se comportam sob calor e ao longo do tempo. Uma das novas formas, o sal com glicina, revelou-se capaz de absorver umidade do ar, um traço conhecido como ser higroscópico. A outra forma, o cocristal com acetamida, permaneceu seca e estável. Essas diferenças são importantes para os fabricantes, pois ditam como o medicamento deve ser armazenado e embalado para permanecer eficaz na prateleira. Embora os pesquisadores tenham observado que testes adicionais em animais vivos seriam necessários para confirmar plenamente esses benefícios para pacientes humanos, os resultados laboratoriais fornecem uma base sólida. Ao simplesmente rearranjar a estrutura sólida de um antibiótico familiar, a equipe demonstrou uma maneira prática de superar as limitações da baixa solubilidade, oferecendo um caminho potencial para tratamentos mais eficazes de infecções bacterianas.