Pesquisa de doutorado do pesquisador do Instituto de Física da USP (IF-USP) Fábris Kossoski procura compreender aspectos da interação entre elétrons de baixa energia e drogas radio-sensibilizadoras, conjunto que torna as moléculas do DNA cangerígeno mais sensíveis a quebra de suas ligações. Com uma mudança de paradigma no entendimento sobre novas formas de causar danos na estrutura do DNA, o pesquisador se dedicou a estudar este novo mecanismo de quebra do material genético voltado em como aplicá-lo no tratamento de câncer. Seus objetivos, além de compreender melhor este processo, foram indicar novas drogas radio-sensibilizadoras e disponibilizar esse conhecimento para utilizá-lo em outros ambientes.

Desde a década de 50, acreditava-se que o principal dano causado na estrutura do DNA pela radiação ionizante era por causa da ação dos radicais livres hidroxilas. A radiação incide sobre o tecido, induz diversos processos dissociativos e gera radicais livres que atacam o DNA, causam mutações, ou podem desenvolver um câncer. Na década de 2000, um artigo publicado na Science mostrou que elétrons de baixa energia são capazes de gerar esse dano no material genético, e também são produtos da termalização da radiação ionizante, ou seja, eles também seriam responsáveis por causar câncer.

Com essa mudança de paradigma, percebeu-se que esse processo poderia ser utilizado de forma benéfica. Aliando as drogas radio-sensibilizadoras com elétrons de baixa energia, esse conjunto é responsável por afetar as células cancerígenas de forma que a radioterapia seja mais eficiente. A pesquisa de Fábris segue essa temática, de estudar a interação dos elétrons com essa classe de drogas para entender como ocorre o dano no material genético, e, assim, otimizar o tratamento.

As halo-uracilas são uma classe de drogas radio-sensibilizadoras, já anteriormente conhecidas, formadas por uma base nitrogenada uracila, presente no RNA, e um halogênio acoplado. O elétron provindo da radiação ionizante é capturado pela molécula, e formam um ânion, de carga negativa. Ele muda de carácter, locomove-se para a região do halogênio, quebra a ligação do halogênio com a base, afasta o halogênio e a base vira um radical livre, uma espécie reativa que pode induzir novos processos dissociativos e por fim quebrar uma fita de DNA.

Entender esses detalhes é importante para otimizar o tratamento com a radioterapia, segundo o pesquisador. “Qual ânion é formado, como o elétron se acopla à molécula, como ele muda de carácter, quais as energias em que isso acontece, todo esse entendimento de como o mecanismo acontece pode trazer pistas ou informações relevantes de como otimizar o tratamento contra o câncer”. Por exemplo, a posição e o tipo do halogênio também interferem nesse processo. Fábris descobriu que o isômero 6-cloro-uracila é mais suscetível a quebrar com a ação do elétron do que o 5-cloro-uracila, e que os halogênios mais pesados como bromo e ouro são mais sensíveis a quebra do que o flúor e o cloro.

Através desses conhecimentos, como os aspectos fundamentais da origem da interação, o processo como um todo e as características comuns das moléculas, Fábris pôde propor novas drogas como a til-uracila e a cloro-adenina, moléculas que não recebiam a devida atenção e que também são suscetíveis a quebra com a ação de elétrons. Apesar de ter avançado no entendimento dessa dinâmica, o pesquisador ressalta questões que ainda não foram explicadas, como a influência da água do meio na reação, ou ainda, se a sequência das bases nitrogenadas interfere para que um trecho seja mais ou menos suscetível a quebra.