High-Throughput Screening (HTS): Guia Completo para Acelerar a Descoberta de Medicamentos e Materiais

O que é triagem de alto rendimento (HTS)?

A triagem de alto rendimento (HTS) é um método avançado usado na ciência para testar milhares — até milhões — de amostras químicas, biológicas ou materiais de forma rápida e automática. Em vez de analisar uma amostra de cada vez, o HTS utiliza robótica, automação e software inteligente para acelerar a descoberta.

Esse processo ajuda os pesquisadores a:

• Encontrar compostos ativos (como potenciais novos medicamentos ou materiais de alto desempenho).

• Melhorar formulações de produtos (como pesticidas mais seguros ou eletrólitos de bateria mais eficientes).

• Compreender sistemas biológicos complexos (como interações proteína-proteína ou expressão genética).

👉 Para colocar em perspectiva: o HTS pode processar mais de 10.000 amostras em um único dia, enquanto métodos tradicionais testam apenas ~100 amostras por semana. Essa velocidade é transformadora: mais de 80% dos medicamentos de moléculas pequenas aprovados pela FDA foram descobertos com HTS (Nature Reviews Drug Discovery, 2023).

Como o HTS realmente funciona?

Aqui está uma visão geral simplificada do processo:

1. Preparação de bibliotecas

Cientistas reúnem coleções de compostos químicos (incluindo fármacos aprovados, extratos naturais ou moléculas recém-sintetizadas). Também preparam ensaios biológicos, que medem a atividade esperada.

2. Manuseio automatizado de líquidos

Robôs como os da Tecan ou Hamilton dispensam quantidades minúsculas de líquidos em placas com 96, 384 ou até 1536 mini-poços.

3. Execução do ensaio

As medições usam fluorescência, absorbância ou luminescência, identificando quais amostras são ativas.

4. Análise dos resultados

O fator Z’ é calculado para verificar a confiabilidade do ensaio (valores acima de 0,5 indicam boa qualidade). Compostos promissores, chamados de “hits”, são selecionados para estudos adicionais.

Onde o HTS é usado?

1. Descoberta de medicamentos

O HTS é central no desenvolvimento de fármacos, seja para triagem de compostos novos ou para reposicionamento de medicamentos.

📌 Exemplo: A Pfizer usou HTS para examinar mais de 200.000 compostos em semanas, contribuindo para a descoberta do Paxlovid, antiviral contra COVID-19 (Science, 2021).

2. Ciência dos materiais

O HTS ajuda a encontrar e otimizar materiais inovadores, como:

• Eletrólitos de bateria de maior desempenho.

• Catalisadores para captura de CO₂, apoiando projetos de sustentabilidade.

3. Química agrícola

Empresas como a Bayer utilizam HTS para descobrir herbicidas e pesticidas mais eficazes e menos tóxicos.

Desafios (e soluções) do HTS

1. Falsos positivos

• Problema: alguns compostos apresentam atividade enganosa.

• Solução: usar testes de controle (ex.: detergentes bloqueadores).

2. Custos elevados

• Problema: a configuração pode custar de US$ 500.000 a US$ 2 milhões.

• Solução:

  • Consórcios colaborativos (ex.: programas do NIH).

  • Uso de triagem virtual com IA para reduzir testes físicos.

3. Excesso de dados

• Problema: uma execução de HTS pode gerar terabytes de dados.

• Solução:

  • Aplicar machine learning para identificar padrões.

  • Armazenar e processar dados em nuvem (Google Cloud, AWS).

O que vem por aí para o HTS?

IA + HTS = triagem mais inteligente

• IA pode projetar bibliotecas químicas mais relevantes.

• Aprendizagem ativa otimiza ensaios em tempo real, reduzindo tempo e custos.

Miniaturização

Chips nanofluídicos já permitem testar mais de 100.000 amostras/dia com menos material e energia.

PLM e ChemCopilot no HTS

Além da automação laboratorial, integrar fluxos de HTS em plataformas PLM como o ChemCopilot permite consolidar dados de triagem, formulações e resultados em um único ambiente digital. Isso garante:

• Rastreabilidade ponta a ponta.

• Aceleração do ciclo de desenvolvimento.

• Decisões baseadas em IA, desde a descoberta de moléculas promissoras até a conservação de recursos naturais.

Laboratórios autônomos

Sistemas robóticos integrados à IA — como o “AI Chemist” do MIT — já executam fluxos completos de HTS sem intervenção humana, ampliando a velocidade de descoberta e reduzindo erros.

O HTS é adequado para sua pesquisa?

O HTS é ideal se você:
✅ Precisa testar milhares de amostras rapidamente.
✅ Trabalha com descoberta de medicamentos, novos materiais ou agroquímicos.
✅ Deseja automatizar etapas de laboratório que consomem tempo.

Como começar com HTS?

• Aprenda o software: ferramentas como KNIME ou Pipeline Pilot são essenciais.

• Explore bibliotecas abertas: o PubChem BioAssay oferece acesso gratuito a milhões de compostos.

• Integre PLM + IA: soluções como o ChemCopilot conectam o HTS a todo o ciclo de P&D, garantindo inovação sustentável.

👉 Com o avanço de IA, automação e PLM, o HTS está deixando de ser apenas uma técnica de laboratório e se transformando em um ecossistema digital inteligente para descoberta química e biológica.