Ferramenta ajuda a desenvolver pesticidas mais seguros
Técnica computacional rastreia rapidamente os pesticidas quanto ao risco
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A maioria dos produtos químicos comerciais que entram no mercado nos Estados Unidos todos os anos tem dados de saúde e segurança insuficientes. Para pesticidas, a Agência de Proteção Ambiental dos EUA usa uma variedade de técnicas para preencher as lacunas de dados para avaliar o perigo, a exposição e o risco de produtos químicos. No entanto, a preocupação pública com a ameaça potencial que esses produtos químicos representam cresceu nos últimos anos, juntamente com a percepção de que os métodos tradicionais de testes em animais não são pragmáticos por meio de velocidade, economia ou ética. Agora, pesquisadores da Universidade George Washington desenvolveram uma nova abordagem computacional para rastrear rapidamente os pesticidas quanto à segurança, desempenho e quanto tempo eles durarão no meio ambiente. Além disso, e mais importante, a nova abordagem ajudará no projeto de moléculas de próxima geração para desenvolver pesticidas mais seguros.
“De muitas maneiras, nossa ferramenta imita a descoberta computacional de drogas, na qual vastas bibliotecas de compostos químicos são rastreadas quanto à sua eficácia e depois ajustadas para torná-las ainda mais potentes contra alvos terapêuticos específicos”, Jakub Kostal, professor assistente de química na GW e investigador principal do projeto, disse. "Da mesma forma, usamos nossa abordagem baseada em sistemas para modificar pesticidas para torná-los menos tóxicos e mais degradáveis, enquanto, ao mesmo tempo, garantimos que eles mantenham um bom desempenho. É uma ferramenta poderosa para a indústria e agências reguladoras que podem ajudar a projetar análogos novos e mais seguros de agroquímicos comerciais existentes e, assim, proteger a vida humana, o meio ambiente e os resultados da indústria."
Usando seu modelo, a equipe analisou 700 pesticidas do registro de pesticidas da EPA. O modelo considerou a provável persistência ou degradação de um pesticida no meio ambiente ao longo do tempo, sua segurança e quão bem ele se saiu em matar, repelir ou controlar o problema alvo.
Eles descobriram que apenas 52, ou 7%, dos compostos químicos analisados ??atendiam aos critérios para um produto químico seguro. De acordo com os pesquisadores, embora os resultados da análise sugiram que a maioria dos pesticidas provavelmente não é segura, muitos podem se tornar mais seguros modificando sua estrutura molecular de maneira a reduzir sua toxicidade sem sacrificar o desempenho.
"Nossa análise revela que definitivamente há espaço para melhorias quando se trata de desenvolver pesticidas mais seguros", disse Jessica Lewer, estudante de pós-graduação da GW e principal autora do artigo. “Além disso, a abordagem computacional que desenvolvemos para melhorar a triagem e o design de pesticidas seguros pode ser usada como um modelo e aplicada a outras indústrias que dependem de produtos químicos comerciais, por exemplo, cosméticos e produtos de limpeza”.
No futuro, a equipe espera aumentar seu modelo com design de pesticidas a partir de blocos de construção químicos renováveis ????de base biológica para avançar nas metas de sustentabilidade no design de produtos químicos.
O estudo, "Structure-to-Process Design Framework for Developing Safer Pesticides", foi publicado na revista Science Advances em 30 de março de 2022.
