Medicamentos existentes que foram testados no combate ao Covid-19

A urgência no desenvolvimento de um medicamento eficaz no tratamento dos males provocados pelo Covid-19 fez os cientistas apelarem para um atalho para o alvo: o redirecionamento de fármacos existentes, caso funcione.

Por Rebecca Trager, correspondente da Chemistry Word nos EUA

Traduzido e adaptado por Prof. Dr. Murilo Sérgio da Silva Julião, Universidade Estadual Vale do Acaraú

      Em meio à epidemia do Covid-19, várias indústrias farmacêuticas em todo o mundo estão trabalhando no desenvolvimento de uma vacina contra o novo coronavírus. Porém, os especialistas estimam que o tempo para iniciar os testes com a nova vacina demandará de 12 a 18 meses, enquanto isto, médicos e farmacêuticas tentam redirecionar medicamentos já desenvolvidos e comercializados para combater o novo coronavírus.

       A situação regulatória para uso desses fármacos está evoluindo rapidamente. Em alguns países, os médicos já estão prescrevendo o uso desses medicamentos para outras doenças para as quais não foram aprovados, entretanto o uso generalizado deverá ser realizado somente se estiver apoiado em evidências de ensaios clínicos de qualidade e aprovado pelos órgãos reguladores de cada país, no caso do Brasil, a ANVISA.

(A)

(B)

Antimaláricos como a cloroquina (A) e hidroxicloroquina (B) possuem alguns efeitos antivirais e podem ser produzidos a um custo muito baixo.

            Recentemente, a população ao redor do mundo ficou confusa, quando o presidente dos Estados Unidos da América (EUA), Donald Trump, apareceu em rede nacional afirmando que a Agência Reguladora de Alimentos e Medicamentos dos EUA, Food and Drug Administration (FDA) havia aprovado a cloroquina e seu derivado, a hidroxicloroquina, para tratar pacientes com o Covid-19. Essa afirmação foi imediatamente contestada pelo chefe da FDA, Steven Hahn e pelo diretor do Instituto Nacional de Alergia e Doenças Infecciosas dos EUA, Anthony Fauci. Esses dois medicamentos foram aprovados pelo FDA para o tratamento de malária, lúpus e artrite reumatóide e a FDA permitiu seu 'uso compassivo' contra o Covid-19 em casos extremos. Hahn enfatizou ainda que não existem tratamentos aprovados para o Covid-19 e Fauci enfatizou a importância de se realizar uma grande quantidade de ensaios clínicos para provar a segurança e eficácia desses fármacos.

Esperança e a campanha na mídia

            O clamor em torno do uso da cloroquina, hidroxicloroquina e combinações com outros medicamentos está baseado principalmente em testes laboratoriais in vitro e em alguns estudos clínicos preliminares [1]. Por exemplo: em março de 2020, um estudo realizado por franceses [2], com 20 pacientes chineses diagnosticados com Covid-19 forneceu evidências precoces de que a combinação de hidroxicloroquina e o antibiótico azitromicina pode ser eficaz contra o vírus. Os pacientes que usaram essa combinação apresentaram redução na carga viral em comparação ao grupo controle e no tempo de duração da doença. Entretanto, a situação ainda não está bem esclarecida. Em outro estudo envolvendo 30 pacientes na China [3], a hidroxicloroquina não apresentou bom desempenho. Três pesquisadores [4] dos EUA também emitiram um alerta preocupante de que os “mecanismos antivirais da cloroquina permanecem ainda no campo da especulação”, pois segundo os pesquisadores, ‘é necessário tomar cuidado ao fazer interpretações prematuras’ porque os ‘testes clínicos estão em andamento e os dados preliminares ainda não foram disponibilizados’.

  Pesquisas recentes com outros antivirais também foram inconclusivas: um estudo realizado na China [5] reportou a não observância de diferenças significativas entre 44 pacientes que receberam lopinvir e/ou ritonavir, o antiviral russo Arbidol (umifenovir) ou nenhum medicamento antiviral (controle), enquanto que em outro estudo chinês [6] foi relatado que o lopinavir e o ritonavir não provocaram nenhuma melhora clínica mais rápida em comparação aos pacientes que receberam o tratamento padrão de isolamento.

Evitando o ‘fogo amigo’

      Quando se busca o desenvolvimento de um novo medicamento, os efeitos colaterais precisam ser cuidadosamente considerados. Um artigo de orientação elaborado por pesquisadores da Clínica Mayo, em Minnesota, EUA, incluindo o cardiologista Michael Ackerman [7], alerta que a cloroquina, a hidroxicloroquina, o lopinavir e o ritonavir podem causar a 'morte cardíaca súbita induzida por esses fármacos'.

(C)    

(D)

              A combinação dos fármacos ritonavir (C) e lopinavir (D) é utilizada para o HIV, atuando na inibição da protease viral e impedindo a replicação do vírus HIV. Até o momento, não parece ser eficaz contra o Covid-19.

      Esses medicamentos bloqueiam um dos canais críticos de potássio no coração, o que aumenta as chances de o ritmo cardíaco de um paciente diminuir, levando a uma parada cardíaca. O mesmo pode ser dito para a azitromicina, de acordo com Ackerman. Este pesquisador estima que cerca de 1% dos pacientes positivos para Covid-19 podem apresentar um aumento do risco desses eventos adversos cardíacos ao tomar esses fármacos. Embora nenhum desses incidentes tenha sido relatado em nenhum dos testes em andamento, Ackerman diz que inúmeras mortes foram reportadas ao sistema de notificação de eventos adversos da FDA. “A possibilidade de morte cardíaca súbita induzida por fármacos não é teórica", disse ele ao Chemistry World. "Isso poderá acontecer, caso os indivíduos com maior risco para essa possibilidade não seja m indefificados’. Ackerman chama a situação atual de tratamento para pacientes do Covid-19 como "um oeste selvagem total" e diz que esses tipos de resultados trágicos não devem ser aceitos como "apenas parte do fogo amigo nesta guerra contra o coronavírus".

     Enquanto isso, várias empresas farmacêuticas em todo o mundo, incluindo: Novartis, Teva e Mylan aumentaram a produção e estão doando dezenas de milhões de comprimidos de cloroquina e hidroxicloroquina.

O renascimento do remdesivir

  O remdesivir antiviral intravenoso da Gilead Sciences (originalmente desenvolvido para o Ebola, mas considerado ineficaz) também se mostrou promissor em estudos de laboratório contra o Covid-19 [1] e outros coronavírus relatados [8].

O remdesivir foi desenvolvido para combater os vírus Ebola e Marburg, atua interrompendo a replicação do RNA viral, é um dos agentes mais promissores testados contra o Covid-19.

            Embora um estudo preliminar realizado nos EUA com seres humanos tenha sido inconclusivo [9], existem ensaios clínicos aleatórios do remdesivir em andamento na China e nos EUA [10]. A Gilead [11] iniciou dois de seus próprios estudos randomizados, abertos e multicêntricos, para avaliar a segurança e a eficácia do remdesivir intravenoso no tratamento do Covid-19. Esses ensaios envolverão aproximadamente 1000 pacientes, principalmente em países asiáticos.

            O FDA concedeu ao remdesivir o status de “medicamento órfão”, o que daria a Gilead sete anos de exclusividade de mercado, além de créditos e incentivos fiscais para custear os testes clínicos desse medicamento. No entanto, a Gilead solicitou ao FDA para rescindir essa decisão, pois confia que pode manter um cronograma acelerado na busca pela revisão regulatória do remdesivir, sem a designação de “medicamento órfão".

Até a Fujifilm...

            Aprovado desde março de 2014 pelas autoridades japonesas para tratar várias formas de influenza, o antiviral Avigan (favipiravir) da Fujifilm também demonstrou alguma eficácia na aceleração da diminuição da carga viral de 80 pacientes chineses [12]. Um ensaio ligeiramente maior realizado na China com 246 pacientes [13], comparando os medicamentos umifenovir e favipiravir, também mostrou alguns benefícios associados ao favipiravir.

Aprovado para o tratamento da gripe no Japão, o favipiravir também está sendo proposto, pois o mesmo atua inibindo uma enzima RNA polimerase viral, impedindo que o vírus replique seu RNA.

            A Organização Mundial da Saúde (OMS) está liderando um grande estudo internacional chamado de Solidarity trial, numa tradução livre: ensaio solidário, para gerar dados robustos que mostrem quais tratamentos são os mais eficazes contra o Covid-19. O mega-teste testará quatro medicamentos ou combinações diferentes destes: (i) o remdesivir, (ii) uma mistura de lopinavir e ritonavir, (iii) o lopinavir e ritonavir mais interferon beta e (iv) cloroquina, e comparará sua eficácia ao tratamento padrão nos países participantes. O estudo envolverá milhares de pacientes oriundos da Argentina, Bahrein, Canadá, França, Irã, Noruega, África do Sul, Espanha, Suíça e Tailândia.

O umifenovir é utilizado no tratamento contra influenza, pois inibe a fusão da membrana, impedindo a entrada de vírus nas células hospedeiras, mas sua atividade contra o Covid-19 parece ser limitada.

Aumentando o leque de opções

         Uma equipe internacional [14] mapeou as proteínas humanas com as quais as proteínas virais interagem e identificaram 69 medicamentos comerciais e compostos experimentais que se ligam a 66 proteínas humanas susceptíveis a esses medicamentos e, portanto, podem ter algum efeito na replicação ou transmissão do vírus. Um relatório do Chemical Abstracts Service (CAS), da Sociedade Americana de Química (ACS), que registra patentes e publicações relacionadas ao Covid-19 e vírus similares, identificou seis potenciais alvos da proteína viral e 12 medicamentos para investigar o redirecionamento do uso [15].

        Enquanto isso, cientistas do Laboratório Nacional Oak Ridge, no Tennessee, EUA, usaram o supercomputador Summit da IBM para executar mais de 8000 simulações e identificar 77 pequenas moléculas com ação farmacológica que podem prevenir a infecção de células hospedeiras pelo vírus [16]. Os pesquisadores classificaram esses candidatos em ordem de interesse, baseado em parte na probabilidade deles se ligarem à proteína S, que medeia a entrada de vírus nas células hospedeiras.

Ação sobre anticorpos

        Casos graves de infecção pelo Covid-19 causam um tipo de pneumonia e inflamação pulmonar significativa. Isso levou a esforços no redirecionamento de anticorpos que atenuem a resposta de imunização à inflamação do organismo. Isso inclui o Actemra (tocilizumab), da Roche [17], cuja aprovação foi estendida para tratar pacientes com Covid-19 na China e o Kevzara (sarilumabe), da Sanofi-Regeneron [18]. Ambos fármacos estão inicialmente sendo testados clinicamente em pacientes com Covid-19.

     Anticorpos também podem fornecer rotas para impedir a propagação do vírus. Um estudo preliminar envolvendo 28 pacientes chineses [19] sugere que o meplazumab, um anticorpo anti-CD147 humanizado, pode melhorar os resultados em casos graves. O anticorpo se liga ao Basigin (CD147), que parece ser uma das proteínas que o vírus usa para se conectar e entrar nas células [19]. Ian Jones, virologista da Universidade de Reading, Reino Unido, afirma o potencial uso do anticorpo meplazumab para o Covid-19, pois o anticorpo tem como alvo o vírus e os danos causados por ele durante a infecção. No entanto, Jones observou que o tratamento requer infusão enquanto estiver no hospital, e esses medicamentos geralmente não estão amplamente disponibilizados [20].

        A Regeneron identificou centenas de anticorpos neutralizantes de vírus e também anticorpos isolados de pessoas que se recuperaram do Covid-19 [21]. A empresa está buscando desenvolver um coquetel de anticorpos múltiplos que possa ser administrado preventivamente antes da exposição ou como tratamento para os já infectados. Outra vantagem promissora é o plasma convalescente, que a FDA permitiu aos médicos dos EUA poderem usar em pacientes críticos com Covid-19. Depois que pessoas expostas ao novo coronavírus se recuperam e não têm mais o vírus no sangue, os cientistas podem coletar o sangue, concentrá-lo e depois transferi-lo para outros pacientes.

Referências

1. WANG, M.; CAO, R.; ZHANG, L. et al. Remdesivir and chloroquine effectively inhibit the recently emerged novel coronavirus (2019-nCoV) in vitro. Cell Research, v. 30, p. 269-271, 2020. https://doi.org/10.1038/s41422-020-0282-0.

2. GAUTRET, P.; LAGIER, J-C; PAROLA, P. et al. Hydroxychloroquine and azithromycin as a treatment of COVID-19: results of an open-label non-randomized clinical trial. International Journal of Antimicrobial Agents, 19 Mar. 2020. In press, https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2020.105949.

3. CHEN, J.; LIU, D.; LIU, L. et al. A pilot study of hydroxychloroquine in treatment of patients with common coronavirus disease-19 (COVID-19). Journal of ZheJiang University (Medical Sciences), v. 49, n. 1, 06 Mar. 2020. In press, https://doi.org/10.3785/j.issn.1008-9292.2020.03.03.

4. HU, T. Y.; FRIEMAN, M.; WOLFRAM, J. Insights from nanomedicine into chloroquine efficacy against COVID-19. Nature Nanotechonology, 23 Mar. 2020. In press, https://doi.org/10.1038/s41565-020-0674-9.

5. LI, Y.; XIE, Z.; LIN, W. et al. An exploratory randomized, controlled study on the efficacy and safety of lopinavir/ritonavir or arbidol treating adult patients hospitalized with mild/moderate COVID-19 (ELACOI). medRxiv, 19 Mar. 2020. In press, https://doi.org/10.1101/2020.03.19.20038984.

6. CAO, B.; WANG, Y. WEN, D. A Trial of Lopinavir-Ritonavir in Adults Hospitalized with Severe Covid-19. The New England Journal of Medicine, 18 Mar. 2020. In press, https://doi.org/10.1056/NEJMoa2001282.

7. GIUDICESSI, J. R. NOSEWORTHY, P. A.; FRIEDMAN, P. A. et al. Urgent Guidance for Navigating and Circumventing the QTc Prolonging and Torsadogenic Potential of Possible Pharmacotherapies for COVID19. Mayo Clinic Proceedings, 25 Mar. 2020. In press, https://doi.org/10.1016/j.mayocp.2020.03.024.

8. DE WIT, E.; FELDMANN, F.; CRONIN, J. et al. Prophylactic and therapeutic remdesivir (GS-5734) treatment in the rhesus macaque model of MERS-CoV infection. Proceedings of the National Academy of Sciences, 07 Fev. 2020. In press, https://doi.org/10.1073/pnas.1922083117.

9. MIDGLEY, C. M. et al. First 12 patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19) in the United States. medRxiv, 09 Mar. 2020. In press, https://doi.org/10.1101/2020.03.09.20032896.

10. NATIONAL INSTITUTES OF HEALTH. NIH clinical trial of remdesivir to treat COVID-19 begins. Study enrolling hospitalized adults with COVID-19 in Nebraska. Disponível em: <https://www.nih.gov/news-events/news-releases/nih-clinical-trial-remdesivir-treat-covid-19-begins>. Acesso em: 02 Abr. 2020.

11. GILEAD SCIENCES. Gilead Sciences Initiates Two Phase 3 Studies of Investigational Antiviral Remdesivir for the Treatment of COVID-19. Disponível em: <https://www.gilead.com/news-and-press/press-room/press-releases/2020/2/gilead-sciences-initiates-two-phase-3-studies-of-investigational-antiviral-remdesivir-for-the-treatment-of-covid-19>. Acesso em: 04 abr. 2020.

12. CAI, Q.; YANG, M.; LIU, D. Withdrawn: Experimental Treatment with Favipiravir for COVID-19: An Open-Label Control Study. Engineering, 18 Mar. 2020. In press, https://doi.org/10.1016/j.eng.2020.03.007.

13. CHEN, C.; HUANG, J.; CHENG, Z. et al. Favipiravir versus Arbidol for COVID-19: A Randomized Clinical Trial. medRxiv, 27 Mar. 2020. In press, https://doi.org/10.1101/2020.03.17.20037432.

14. GORDON, D. E.; GWENDOLYN, M. J. BOUHADDOU, M. et al. A SARS-CoV-2-Human Protein-Protein Interaction Map Reveals Drug Targets and Potential Drug-Repurposing. bioRxiv, 22 Mar. 2020. In press, https://doi.org/10. 1101/2020.03.22.002386.

15. LIU, C.; ZHOU, Q.; LI, Y. et al. Research and Development on Therapeutic Agents and Vaccines for COVID-19 and Related Human Coronavirus Diseases. ACS Central Science, v. 6, p. 315-31, 2020. https://doi.org/10.1021/acscentsci.0c00272.

16. SMITH, M. SMITH, J. C. Repurposing Therapeutics for COVID-19: Supercomputer-Based Docking to the SARS-CoV-2 Viral Spike Protein and Viral Spike Protein-Human ACE2 Interface. ChemRxiv, 27 Fev. 2020. In press, https://doi.org/10.26434/chemrxiv.11871402.v3.

17. ROCHE. Roche initiates Phase III clinical trial of Actemra/RoActemra in hospitalised patients with severe COVID-19 pneumonia. Disponível em: <https://www.roche.com/dam/jcr:f26cbbb1-999d-42d8-bbea-34f2cf25f4b9/en/19032020-mr-actemra-covid-19-trial-en.pdf>. Acesso em: 02 Abr. 2020.

18. REGENERON PHARMACEUTICALS, INC. Regeneron and Sanofi Begin Global Kevzara^® (sarilumab) Clinical trial Program in Patients with Severe Covid-19. Disponível em: <https://newsroom.regeneron.com/news-releases/news-release-details/regeneron-and-sanofi-begin-global-kevzarar-sarilumab-clinical>. Acesso em: 02 Abr. 2020.

19. JONES, I. Expert reaction to a preprint (unpublished work) looking at meplazumab, a humanized anti-CD147 antibody, as add-on therapy in patients with COVID-19 pneumonia in China. Disponível em: <https://www.sciencemediacentre.org/expert-reaction-to-a-preprint-unpublished-work-looking-at-meplazumab-a-humanized-anti-cd147-antibody-as-add-on-therapy-in-patients-with-covid-19-pneumonia-in-china/>. Acesso em: 02 Abr. 2020.

20. BIAN, H.; ZHENG, Z-H.; WEI, D. et al. Meplazumab treats COVID-19 pneumonia: an open-labelled, concurrent controlled add-on clinical trial. medRxiv, 24 Mar. 2020. In press, https://doi.org/10.1101/2020.03.21.20040691.

21. REGENERON PHARMACEUTICALS, INC. Regeneron Announces Important Advances in Novel Covid-19 Antibody Program. Disponível em: <https://investor.regeneron.com/news-releases/news-release-details/regeneron-announces-important-advances-novel-covid-19-antibody>. Acesso em: 02 Abr. 2020.

22. U.S. FOOD & DRUG ADMINISTRATION. Investigational COVID-19 Convalescent Plasma - Emergency INDs. Disponível em: <https://www.fda.gov/vaccines-blood-biologics/investigational-new-drug-ind-or-device-exemption-ide-process-cber/investigational-covid-19-convalescent-plasma-emergency-inds>. Acesso em: 02 Abr. 2020.

Preparação de Solução Alcóolica a 70% (v/v)

Prof. Dr. Murilo Sérgio da Silva Julião

Químico Industrial – CRQ 10200020 10ª Região

          A nomenclatura ^o GL, corresponde à graus Gay Lussac, que é um sistema de volume relacionado à temperatura e pressão (devido à lei de comportamento dos gases de Louis Joseph Gay-Lussac, a qual afirma que um gás se expandirá proporcionalmente a sua temperatura absoluta se a pressão for mantida constante).

          Portanto, 1,0^o GL corresponde a 1,0 litro de álcool etílico (etanol) em cada 100 litros da substância considerada. Exemplos: 1,0 litro de aguardente (cachaça) com 42° GL, apresenta 420 mL de álcool etílico; álcool comercial com teor 92,80 ou 92,8%, informa que em cada 1,0 litro de solução 928 mL serão de etanol.

          Uma solução alcóolica possui boa ação germicida quando apresenta uma concentração de 70%. Quando puro, o álcool é menos eficaz do que quando misturado à água, pois esta facilita a desnaturação da proteína, ligada a ação antimicrobiana do álcool. O processo de diluição de soluções de álcool etílico é simples e pode ser feito seguindo a seguinte fórmula:

C_f x V_f  =  C_i x V_i

Onde: C_i = concentração inicial (concentração do álcool na solução pura); V_i = volume inicial (volume do álcool na solução pura); C_f = concentração final (concentração desejada) e V_f = volume final (volume desejado).

          Se o álcool comercial adquirido tiver concentração igual a 96%, o cálculo para diluição deverá ser feito da seguinte forma:

Conc. desejada (%) x vol. desejado (mL)  =  vol. da solução pura (mL) x conc. de álcool na solução pura (%)

Exemplo: se a concentração desejada = 70%; o volume desejado = 1,0 litro (1000 mL) e concentração de álcool na solução pura = 96%, então:

70% x 1000 mL  =  729,16

                                                         96%

          Logo: o volume de álcool puro a ser utilizado será de 729,2 mL, completando-se o volume com água destilada até atingir 1000 mL, isto é, acrescentar 270,8 mL de água.

Observação muito importante:

          Convém lembrar que a venda do álcool 92,8º INPM foi proibida pela ANVISA em 20 de fevereiro de 2002, por meio da Resolução RDC Nº 46. Nos primeiros meses de validade dessa resolução, uma pesquisa da Sociedade Brasileira de Queimaduras (SBQ), em 56 centros de pessoas com queimaduras, identificou redução de 60% nos acidentes com álcool etílico, com queda maior entre as crianças. A restrição à comercialização também levou à diminuição dos gastos no Sistema Único de Saúde (SUS), além de evitar o sofrimento das vítimas e familiares. No entanto, os fabricantes de álcool rapidamente entraram na Justiça para suspender a aplicação da Resolução. Conseguiram uma liminar permitindo novamente a venda do álcool líquido 92,8º INPM.

Por que 2019 é o ano da tabela periódica

Ela está presente em todos os laboratórios - dos escolares aos mais sofisticados centros de pesquisas científicas do mundo. Estampa livros e apostilas didáticas, pode ser o terror de alunos do Ensino Médio, mas também é um ícone pop. As releituras fazem a alegria de nerds.

A tabela periódica dos elementos químicos ajudou a sistematizar e a organizar o conhecimento científico. (GETTY IMAGES).

          Ela, a Tabela Periódica dos Elementos Químicos, ajudou a sistematizar e a organizar o conhecimento científico e é a homenageada deste ano de 2019 pela Organização das Nações Unidas (ONU).

          A ONU proclamou 2019 como sendo o Ano Internacional da Tabela Periódica, em um esforço simbólico para "aumentar a sua consciência global e a educação em ciências básicas", conforme declarou em comunicado oficial.

          A tabela original reúne os 63 elementos químicos conhecidos, listados em ordem de sua massa atômica e agrupados por suas propriedades físico-químicas.

          O anúncio foi celebrado pela comunidade científica. Quando a ONU tornou pública a decisão, a presidente da União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC, na sigla em inglês), Natalia Tarasova, afirmou que se sentia "satisfeita e honrada" pelo ano de 2019, enfatizando a importância da "comunicação do conhecimento químico em benefício da humanidade".

          A IUPAC emitiu ainda uma nota afirmando que a ONU estava reconhecendo "a importância de aumentar a conscientização global de como a química promove o desenvolvimento sustentável e fornece soluções para desafios globais em energia, educação, agricultura e saúde".

Mendeleev

          A escolha do ano não foi por acaso. Há 150 anos, um cientista russo chamado Dmitri Mendeleev (1834-1907) criou a primeira tentativa de organização dos elementos químicos em um formato semelhante ao atual.

O cientista russo Dmitri Mendeleev foi o primeiro a tentar organizar os elementos químicos há 150 anos.

          Ele foi engenhoso em sua concepção. Primeiro, fez uma cartela para cada um dos então 63 elementos conhecidos - cada qual com seu símbolo, sua massa atômica e suas propriedades físico-químicas. Então as organizou em ordem crescente, conforme suas massas atômicas. Agrupou ainda os elementos com propriedades semelhantes. Nascia sua Tabela Periódica.

          "A genialidade de Mendeleev está em sua longa dedicação e empenho na organização dos elementos. Anteriormente outros pesquisadores já organizavam os elementos segundo alguns critérios de periodicidade, mas foi com Mendeleev que atingimos um determinado ápice nesta organização", analisa o químico Luís Roberto Brudna Holzle, professor da Universidade Federal do Pampa em entrevista à BBC News Brasil.

          As vantagens em relação aos modelos anteriores eram visíveis. A tabela do russo permitia vislumbrar semelhanças e relações, em análises na vertical, na horizontal e na diagonal. Mendeleev foi ainda o primeiro a deixar espaços vazios, prevendo a descoberta de novos elementos.

          "Muitas pessoas criaram tabelas de elementos antes de Mendeleev e alguns perceberam as lacunas possíveis nela. Mas Mendeleev não apenas sugeriu os lugares onde os elementos faltantes poderiam ficar, como também previu suas propriedades", comenta à BBC News Brasil o químico e escritor Mark Lorch, professor de comunicação científica da Universidade de Hull, na Inglaterra.

'Mendeleev também previu com precisão as propriedades químicas e físicas dos elementos ausentes', afirma Lorch

          "Outro ponto fundamental é que ele reconheceu que o peso atômico de um elemento não era o fator importante para descobrir onde ele deveria ser colocado. Em vez disso, Mendeleev priorizou as propriedades do elemento", explica Lorch.

          A biografia de Mendeleev também é fascinante. Ele nasceu na cidade de Tobolsk, na Sibéria, caçula em uma família de 17 irmãos. Seu pai era diretor de escola - mas acabou perdendo o cargo quando ficou cedo, no mesmo ano em que o futuro cientista nasceu. A mãe trabalhava em uma fábrica de cristais que havia sido fundada por seu avô.

          O menino destacava-se na escola. Quando seu pai morreu e um incêndio destruiu a fábrica onde sua mãe trabalhava, ela decidiu usar todas as economias não para reconstruir o patrimônio, mas sim para investir na educação do filho. Mudaram-se então para Moscou e, em seguida, para São Petersburgo - onde Mendeleev cursaria a universidade.

          A organização dos elementos em sua tabela foi feita em 1869 quando ele escrevia um livro de química inorgânica. Ele tinha 35 anos.

          "Mendeleev não apenas tabulou os elementos. Ele notou padrões em suas propriedades e então deixou lacunas para os elementos que ainda não haviam sido descobertos. Ele também previu com precisão as propriedades químicas e físicas dos elementos ausentes", afirma Lorch.

Uma versão da tabela periódica de Mendeleeev, da primeira edição inglesa do seu livro

           "À primeira vista, a tabela de Mendeleev não se parece muito com a que estamos acostumados", completa o professor. "Mas quando você dá uma volta de 90 graus à tabela de Mendeleev, a semelhança com a versão moderna se torna aparente. Por exemplo, os halogênios - flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br) e iodo (I)- todos aparecem próximos um do outro."

 Vodca

          Uma história muito atribuída ao químico é de que ele teria sido inventor da fórmula contemporânea da vodca. Segundo a versão, ele teria padronizado em 40% o teor alcoólico do destilado, quando nomeado, pelo governo russo, responsável por definir as regras básicas da produção.

          Essa lenda chegou a ser utilizada até pelo marketing da marca Russian Standard, que chegou a produzir materiais dizendo que "em 1894, Dmitri Mendeleev, o maior cientista de toda a Rússia, recebeu a missão de estabelecer o padrão de qualidade imperial da vodca russa" e que a bebida produzida por eles hoje segue os parâmetros "da mais alta qualidade de vodca russa conforme regras aprovadas pela comissão do governo liderada por Mendeleev".

          Mas não é bem assim. É verdade que o cientista foi o chefe do Arquivo de Pesos e Medidas de São Petersburgo, a partir de 1892, e que capitaneou o órgão em um sua transformação em agência governamental. Contudo, pesquisadores afirmam que tal instituição nunca definiu normas da produção de vodca - mas, sim, zelava pela existência daquela que já existia. A proporção etílica de 40% da bebida foi definida pelo governo russo em 1843 - na época, Mendeleev tinha apenas 9 anos.

Importância da tabela

          Ao organizar de forma clara as informações importantes e facilitar a criação de relações, a Tabela Periódica de Mendeleev contribuiu para os avanços científicos do século 20. E segue contribuindo.

          "O modo mais importante pelo qual a tabela ajuda a desenvolver a ciência é graças à maneira incrivelmente elegante com que ela apresenta uma grande quantidade de informações químicas e físicas", acredita o professor Lorch. "Por isso, é uma ferramenta incrivelmente útil."

          "Para um químico, basta uma olhada na tabela para saber como um elemento pode reagir, se é um bom condutor elétrico, qual sua maleabilidade e muito mais", acrescenta Lorch.

          O químico Holzle compara a tabela de Mendeleev a um quebra-cabeças, em que as peças faltando passaram a servir de pistas para que futuros pesquisadores descobrissem e caracterizassem os demais elementos. "Após preencher tais espaços, a tabela serviu - e ainda serve - como uma espécie de mapa de comunicação", explica.

          "A padronização internacional permite a facilitação na fluência de comunicação entre os químicos de diversas nacionalidades", ressalta o professor. "Além disso, também é útil na área educacional, permitindo a troca de materiais, ideias e criatividade entre professores e estudantes."

          "O desenvolvimento da Tabela Periódica dos Elementos é uma das realizações mais significativas da ciência e um conceito científico unificador, com amplas implicações em astronomia, química, física, biologia e outras ciências naturais", enfatiza o comunicado da IUPAC. "É uma ferramenta única que permite aos cientistas prever a aparência e as propriedades na matéria na Terra e no Universo."

          "Elementos químicos desempenham um papel fundamental em nossas vidas diárias e são cruciais para a humanidade", afirma a instituição.

          Embora a ONU tenha definido que todo o ano de 2019 será em homenagem à Tabela Periódica, sem delimitar uma data exata, algumas são possíveis de ser consideradas. Conforme lembra o professor Lorch, convencionou-se reservar ao 7 de fevereiro o Dia da Tabela Periódica. "É porque foi nesta data, em 1863, que o químico inglês John Newlands publicou uma tabela de elementos baseada naquilo que ele chamou de 'lei das oitavas'", conta.

          Um dos tantos precursores da Tabela Periódica, Newlands, que viveu entre 1837 e 1898, propôs uma classificação em que fez uma analogia às oitavas da música - em seu caso, cada elemento químico foi organizado de modo a ter um comportamento semelhante ao oitavo seguinte da tabela.

          "Uma alternativa seria celebrar o 6 de março", sugere Lorch. "Afinal, foi nesta data, em 1869, que Mendeleev apresentou sua tabela para a Sociedade Química Russa."

Descobertas recentes

          Em termos de design, a Tabela Periódica contemporânea é uma evolução a partir do conceito de Mendeleev. Não foi uma criação estanque.

Tabela periódica em formato de linha de metrô, concebida pelo professor Mark Lorch (tabelaperiodica.org)

          "A genialidade de Mendeleev estava no que ele deixou de fora de sua tabela. Ele reconheceu que certos elementos estavam faltando, ainda a serem descobertos. Então, onde outros se limitaram a publicaram o que era conhecido, Mendeleev deixou espaço para o desconhecido", pontua Lorch. "Ainda mais surpreendente, ele previu com precisão as propriedades dos elementos que faltavam."

          "Os quatro elementos mais recentes da Tabela Periódica, os 113, 115, 117 e 118, foram totalmente adicionados à Tabela Periódica, com a aprovação de seus nomes e símbolos, em 28 de novembro de 2016", informa a IUPAC.

          Nihônio (Nh), moscóvio (Mc), tennessino (Ts) e oganessono (Og) estão na sétima linha da tabela e são elementos que não existem na natureza. Foram criados por aceleradores de partículas a partir de colisões de elementos menores. Seus átomos sobrevivem por apenas frações de segundo. Nihônio foi criado três vezes por cientistas japoneses entre 2004 e 2012. Um grupo de pesquisadores americanos e russos produziram moscóvio, tennessino e oganessono.

          Outras versões da Tabela Periódica vez por outra são propostas. Professor Lorch fez uma tabela periódica inspirada naquele estilo tradicional de mapas de metrô. No site TabelaPeriodica.org, o professor Holzle disponibiliza uma curiosa versão em códigos QR – basta apontar o celular para cada elemento para obter as informações completas sobre o mesmo.

Edison VeigaDe Bled (Eslovênia) para a BBC News Brasil

Celebre as mulheres por trás da tabela periódica

Reportagem da Nature destaca pesquisadoras do sexo feminino que descobriram elementos e suas propriedades

A história de como dezenas de elementos foram reunidos e confinados em uma tabela periódica ultrapassa uma pessoa e um ponto no tempo. Os cientistas classificaram e previram elementos antes e depois da estrutura de 1869 de Dmitri Mendeleev. E muitos mais trabalharam para encontrar e explicar essas novas substâncias. Gases nobres, radioatividade, isótopos, partículas subatômicas e mecânica quântica eram todos desconhecidos em meados do século XIX.

Aqui destacamos algumas das mulheres que revolucionaram nossa compreensão sobre os elementos. Marie Curie é a mais célebre, por sua dupla conquista do prêmio Nobel com suas pesquisas sobre radioatividade e pela descoberta do polônio e do rádio. Histórias sobre os papéis de outras mulheres são escassas. Assim também é a apreciação das habilidades necessárias, incluindo tenacidade e diligência, na realização de experimentos, analisando dados e reavaliando teorias.

Provar a descoberta de um novo elemento é difícil. O primeiro passo é encontrar uma atividade incomum – comportamento químico ou propriedades físicas que não podem ser atribuídas a elementos conhecidos, como emissões radioativas ou linhas espectroscópicas inexplicadas. Então, o elemento, ou seu composto, deve ser isolado em quantidades suficientes para que seja pesado, testado e usado para convencer os outros.

Pesquisar e classificar

Marie Curie não procurava elementos quando começou seu doutorado em “raios de urânio”, em 1897. Ela queria explorar a radioatividade, que havia sido descoberta por Henri Becquerel, em 1896. E se deparou com a pechblenda, um minério com radioatividade que era forte demais para ser explicado apenas pelo urânio. Ela suspeitou da presença de outros elementos e trouxe o marido, Pierre, para ajudar.

Em 1898, eles identificaram linhas espectroscópicas de dois novos elementos – rádio e polônio. No entanto, levaram mais de três anos para moer, dissolver, ferver, filtrar e cristalizar toneladas do mineral para extrair apenas 0,1 grama de composto de rádio. (Eles lutaram para fazer o mesmo pelo polônio por causa de sua curta meia-vida.) Prêmios Nobel seguiram as descobertas – o primeiro compartilhado pelo casal e Becquerel em 1903, por descobrir a radioatividade; o segundo por Marie sozinha, em 1911, pelas descobertas de polônio e rádio e pelo isolamento e estudo do rádio.

Posicionar um elemento na tabela periódica requer o estabelecimento de seu peso atômico e propriedades químicas. Por exemplo, o rádio se comporta muito como o bário e tem um peso atômico maior, então ele se encaixa logo abaixo do bário na tabela periódica. Determinar pesos atômicos é difícil porque exige substâncias puras.

Elementos de peso e caráter semelhantes são difíceis de distinguir. Logo depois de Mendeleev preparar sua tabela, a química russa Julia Lermontova aceitou o desafio – provavelmente a pedido de Mendeleev – de refinar os processos de separação dos metais do grupo da platina (rutênio, ródio, paládio, ósmio, irídio e platina). Este foi um pré-requisito para o próximo passo de colocá-los em ordem. O único relato de seu trabalho (até onde sabemos) está nos arquivos de Mendeleev, junto com a correspondência deles. Lermontova estudou química em Heidelberg, na Alemanha, sob orientação de Robert Bunsen (que descobriu o césio e rubídio em 1860 com Gustav Kirchhoff, usando seu espectroscópio recém-inventado), e foi a primeira mulher a obter um doutorado em química na Alemanha, em 1874.

A garantia de valores para pesos atômicos também foi crucial para trabalhar séries de decaimento radioativo e para distinguir novos elementos e versões desconhecidas dos existentes – isótopos. Isso resolveu o problema de aparentemente muitos novos elementos estarem surgindo, mas apenas algumas lacunas foram deixadas na tabela periódica. Embora o químico britânico Frederick Soddy tenha introduzido o conceito de isótopos em 1913, foi a médica Margaret Todd que sugeriu o termo (que significa “mesmo lugar” em grego) em um jantar.

Provas experimentais de isótopos foram logo fornecidas por Stefanie Horovitz, uma química polonesa-judia. Trabalhando no Radium Institute, em Viena, ela mostrou que mesmo um elemento comum, como o chumbo, pode ter diferentes pesos atômicos, dependendo se deriva do decaimento radioativo do urânio ou do tório.

Outro problema era a natureza de uma curiosa “emanação” do rádio. Seria uma partícula ou um gás? A estudante de física canadense Harriet Brooks resolveu o problema com seu supervisor Ernest Rutherford, da McGill University, em Montreal, Canadá. Em 1901, Brooks e Rutherford mostraram que a emanação difundia-se como um gás pesado, fornecendo a primeira evidência de que um novo elemento poderia ser produzido durante o decaimento radioativo. Em 1907, William Ramsay sugeriu que o gás, mais tarde chamado de radônio, pertencia ao “grupo de elementos de hélio” – agora chamado de gases nobres.

Em 1902, Rutherford e Soddy anunciaram sua teoria da desintegração radioativa: os átomos decaem espontaneamente em novos átomos enquanto emitem raios. Rutherford foi agraciado com o Prêmio Nobel de Química em 1908 por suas investigações; a contribuição do radônio de Brooks foi um primeiro passo crucial. Ela raramente é creditada. Embora o primeiro artigo fosse de autoria de Brooks e Rutherford, o seguinte na Nature continha apenas o nome de Rutherford – com uma linha de crédito que Brooks lhe ajudou. Como mulher, Brooks achava difícil conseguir posições permanentes (especialmente depois de casada) e buscar uma linha de pesquisa constante.

Aprofundando no assunto

Insights sobre a física do núcleo atômico continuaram a surgir. Em 1917-18, a física Lise Meitner e o químico Otto Hahn descobriram o elemento 91, o protactínio, em Berlim. Meitner era austríaca e tinha ido para a Alemanha depois de seu doutorado para melhorar suas oportunidades de carreira. Em 1907, ela foi admitida como colaboradora não remunerada de Hahn no departamento de química da Universidade de Berlim. Ela teve que trabalhar no porão – as mulheres não deveriam ser vistas. Em 1913, depois de Hahn ter se mudado para o Instituto Kaiser-Wilhelm de Química em Berlin-Dahlem, ela se tornou uma “associada” do instituto.

Hahn e Meitner descobriram o protactínio enquanto procuravam a “substância mãe” do actínio na série de decaimento radioativo. Eles faziam parte de uma corrida mais ampla para encontrar o elemento, e as disputas de prioridade inevitavelmente se seguiam. A descoberta da dupla acabou sendo reconhecida como a primeira porque Meitner e Hahn haviam coletado mais substância e a caracterizaram mais completamente do que seus concorrentes.

Outro elemento, o número 75 – rênio – foi descoberto em 1925 pelos químicos alemães Ida Noddack e seu marido Walter Noddack, em Berlim, juntamente com Otto Berg, na empresa de engenharia elétrica Siemens–Halske (posteriormente parte da firma Siemens). Ida Noddack, cujo sobrenome de solteira era Tacke, era engenheira química e deixou a indústria para caçar elementos perdidos. Em 1925, ela começou como pesquisadora não remunerada do Physikalisch-Technische Reichsanstalt (Instituto Imperial Físico e Técnico) em Berlim, onde Walter dirigiu o laboratório de química. Os Noddacks lutaram para produzir quantidades ponderáveis ​​de rênio, que receberam o nome do Reno; é um dos elementos mais raros da Terra e não é radioativo.

Os Noddacks também alegaram ter encontrado o elemento 43, que chamaram de masúrio (como a região da Masúria, agora na Polônia). Mas nunca conseguiram reproduzir suas linhas espectrais ou isolar o material. De fato, usar técnicas de “química úmida” para esse elemento era impossível. Em 1937, o elemento 43 tornou-se o primeiro a ser produzido artificialmente, chamado tecnécio.

Diferente de Marie Curie, que foi reconhecida por direito e assumiu a cadeira de Pierre na Universidade de Paris após sua morte, Ida Noddack trabalhou como convidada no laboratório do marido durante a maior parte de sua vida. Essa foi uma das razões pelas quais ela não foi levada a sério quando, em 1934, sugeriu que o núcleo poderia se dividir, um processo que agora chamamos de fissão.

As descobertas do nêutron em 1932 e da radioatividade induzida em 1934 abriram uma nova linha de pesquisa – fabricando elementos no laboratório por meio do bombardeamento de átomos com partículas. Em 1934, o físico Enrico Fermi e seus colegas da Universidade de Roma anunciaram que haviam produzido os elementos 93 e 94, disparando nêutrons no urânio. Ida Noddack apontou em um artigo na Angewandte Chemie que Fermi falhou ao mostrar que nenhum outro elemento químico, incluindo os mais leves, havia sido produzido. “É concebível”, argumentou ela, “que o núcleo se separe em vários fragmentos grandes.” Os físicos a ignoraram.

Então, em 1938, Meitner e Hahn perceberam que um dos elementos que Fermi havia produzido era o bário, e que o núcleo de urânio havia de fato se partido. Naquela época, no período que antecedeu a Segunda Guerra Mundial, Meitner, sendo judia, havia fugido para a Suécia. Embora fossem seus cálculos que convenceram Hahn de que o núcleo havia se partido, ele não incluiu o nome de Meitner na publicação de 1939 sobre o resultado, nem estabeleceu o registro correto quando aceitou o Nobel de Química de 1944 em 1945.

A maioria dessas pioneiras trabalhou com colaboradores do sexo masculino e é difícil separar suas contribuições. Marguerite Perey é uma exceção: a física francesa é considerada a única descobridora do elemento 87, frâncio, em 1939. Perey ingressou no Instituto Marie Curie em Paris aos 19 anos, como técnica de laboratório, sob a direção de Irène Joliot-Curie e André. Debierne. Ambos independentemente pediram a ela para fornecer um valor preciso para a meia-vida do isótopo actínio-227, um procedimento técnico delicado durante o qual ela identificou o novo elemento. Como os dois não podiam concordar com quem Perey estava trabalhando na época, nenhum deles conseguiu reivindicar um papel na descoberta. Perey passou a liderar o departamento de química nuclear na Universidade de Estrasburgo e, em 1962, tornou-se a primeira mulher a ser eleita para a Academia Francesa de Ciências – como membro correspondente. (Embora não houvesse nenhuma regra contra a admissão de mulheres, o primeiro membro pleno do sexo feminino não foi eleito até 1979).

O frâncio foi o último elemento a ser descoberto na natureza. Hoje, uma descoberta como essa exige grandes equipes com aceleradores de partículas e grandes orçamentos. O significado de um elemento químico mudou, do conceito de Mendeleiev de uma substância estável e intransponível para espécies isotópicas que existem por apenas milissegundos.

Usando essas técnicas, a química americana Darleane Hoffman deu um salto monumental no início dos anos 70. Ela mostrou que o isótopo férmio-257 podia se dividir espontaneamente – não só depois de ser bombardeado com nêutrons. Primeira mulher a liderar uma divisão científica no Laboratório Nacional Los Alamos, no Novo México, Hoffman também descobriu o plutônio-244 na natureza. Ela treinou gerações de mulheres cientistas. Uma delas é Dawn Shaughnessy, agora principal pesquisadora do projeto de elementos pesados (e vários outros) no Laboratório Nacional Lawrence Livermore, na Califórnia, que ajudou a descobrir seis novos elementos (números 113-118).

Usando elementos

Muito mais mulheres expandiram nosso conhecimento de elementos. Depois que o químico francês Henri Moissan isolou o flúor em 1886, uma equipe de mulheres (notavelmente Carmen Brugger Romaní e Trinidad Salinas Ferrer) trabalhou com José Casares Gil na Universidade de Madri na década de 1920 e início dos anos 30 para estudar seus efeitos sobre a saúde e presença em águas minerais. Quando tiveram que abandonar a pesquisa após a guerra civil espanhola de 1936-39, seus trabalhos caíram na bibliografia de Casares.

A química Reatha Clark King foi a primeira cientista feminina afro-americana a trabalhar no National Bureau of Standards, em Washington DC. Na década de 1960, ela estudou a combustão de misturas gasosas de flúor, oxigênio e hidrogênio: a alta reatividade do flúor deu-lhe um potencial uso em propulsores de foguete. Algumas misturas eram tão explosivas que exigiam aparelhos e técnicas especiais, que ela criou e a NASA adotou.

Na década de 1910, a médica e pesquisadora norte-americana Alice Hamilton comprovou a toxicidade do chumbo e seus malefícios para o público e para os metalúrgicos. Ela forçou seguradoras e fabricantes a tomar medidas de segurança e compensar os afetados. E também organizou ações sociais para reconhecer doenças relacionadas ao trabalho para pessoas que trabalham com outros metais pesados, como o mercúrio. Em 1919, Hamilton se tornou a primeira mulher indicada para o corpo docente da Universidade de Harvard, em Cambridge, Massachusetts. Ela se manifestou contra a introdução de chumbo na gasolina já em 1925.

A técnica nipo-americana Toshiko “Tosh” Mayeda dominou a medição de radioisótopos de oxigênio nos anos 50. Apontada para lavar instrumentos de vidro no laboratório de Harold C. Urey, na Universidade de Chicago, Illinois, ela logo foi encarregada dos espectrômetros de massa. Ela ajudou a medir a proporção de isótopos de oxigênio em conchas fossilizadas para deduzir as temperaturas dos oceanos pré-históricos e expandiu esse método para os meteoritos.

Como todos os americanos descendentes de japoneses, Mayeda foi enviada para campos de concentração nos EUA depois que Pearl Harbor foi atacada, em 7 de dezembro de 1941, e enfrentou discriminação. Com apenas um diploma de bacharel em química, ela poderia ter sido uma das muitas mulheres técnicas que permaneceram invisíveis enquanto faziam contribuições cruciais. Felizmente, Mayeda foi apoiada por seus superiores, e seu nome apareceu em publicações em pé de igualdade com os titulares de doutores e cátedras.

Imagem mais ampla

Tal como acontece com as próprias descobertas, trazer esses contos de mulheres cientistas à luz levou muito trabalho em equipe, incluindo os colaboradores Gisela Boeck, John Hudson, Claire Murray, Jessica Wade, Maria Mark Ockerbloom, Raymond-Canham Marelene, Geoffrey Rayner-Canham, Xavier Roqué Matt Shindell e Ignacio Suay-Matallana.

Rastrear mulheres na história da química revela uma imagem mais completa de todas as pessoas que trabalham com descobertas científicas, de assistentes e técnicos não remunerados a líderes de grandes laboratórios. Neste ano comemorativo da tabela periódica, é crucial reconhecer como ela foi construída – e continua sendo moldada – por esses esforços individuais e amplas colaborações.

Nature, tradução Jornal da Ciência