No final do ano passado, conversamos com o professor e pesquisador Francis Barbosa Ferreira, biólogo com experiência em bioquímica e modelagem computacional molecular, sobre sua pesquisa publicada no periódico Medicinal Chemistry Letters.

O estudo sobre síntese de moléculas que ajudam a inibir os efeitos tóxicos da picada de cobra é mais um de uma série de pesquisas que  aliam conhecimentos em modelagem computacional para otimizar e avançar o conhecimento científico na área da saúde.

Leia mais sobre pesquisas teóricas que buscam soluções práticas para problemas de saúde.

Uma peculiaridade da pesquisa desenvolvida por Francis Ferreira é que, além de contribuir para salvar vidas, a técnica de síntese de moléculas também permite reduzir o sofrimento aos animais: os soros para tratamento de veneno de cobra são comumente desenvolvidos a partir da injeção do veneno em animais, como os cavalos. Já a síntese do professor propõe uma solução sem sofrimento animal.

Química verde

Outro ganho qualitativo do estudo desenvolvido está relacionado ao fato de que técnicas computacionais permitem minimizar o consumo de reagentes para desenvolver moléculas. Ao invés de ir direto para a bancada de laboratório e realizar mil testes, o pesquisador planeja tudo primeiro com o auxílio do computador, faz uma primeira etapa de síntese só nas moléculas promissoras, então realiza pré-testes naquelas que se destacam e faz diversas modificações só nas que podem realmente avançar em resultados.

“Sintetizar só as moléculas mais promissoras reduz tempo de pesquisa e quantidade de testes, além de economizar dinheiro. Isso só é possível pela pré-seleção computacional. Só as moléculas mais promissoras serão sintetizadas”.

Confira a entrevista completa:

Minas Faz Ciência: Você é um biólogo que trabalha como modelagem molecular. Em que consiste essa área de pesquisa? Que tipo de respostas buscam em seus estudos?

Francis Barbosa Ferreira: A modelagem molecular em biologia, bioquímica e química biológica surgiu com o intuito de mostrar didaticamente como uma interação entre moléculas está ocorrendo a nível molecular.

Com o avanço da tecnologia e dos softwares, a modelagem pode ser usada também para o planejamento e desenvolvimento de novas moléculas, com o objetivo de criar novos fármacos.

Meus estudos e de nosso grupo de pesquisa visam justamente a estas duas vertentes da modelagem: avaliar computacionalmente se uma determinada molécula é um bom ligante, ou seja, se ocorre interações intermoleculares entre esta e seu alvo, geralmente uma proteína, e quais destas são importantes para a interação ligante/alvo; além de desenvolver de forma planejada uma molécula cuja estrutura seria, teoricamente, um bom ligante para o alvo, reduzindo o tempo, o gasto e o material gasto para o desenvolvimento de um possível fármaco.

MFC: O estudo que nos encaminhou trata de veneno de cobra certo? Pode detalhar melhor de que tipo de toxinas e cobras estamos falando e por que é importante estudar esse tema em seus aspectos moleculares?

FBR: O estudo em questão trata de um tipo de toxina presente na peçonha de uma espécie de jararaca (Bothrops pauloensis).

O grupo de pesquisa trabalha com peçonhas de jararacas e cascavéis, ambas da família Viperidae. Quase 90% dos acidentes ofídicos que ocorrem no Brasil são causados por jararacas.

Existem vários tipos de toxinas nestas peçonhas, as principais são as metaloproteases, fosfolipases A2, serinoproteases, dentre outras. A principal toxina presente na peçonha das jararacas sul-americanas é a metaloprotease, uma toxina cuja ação leva à hemorragia e necrose do membro afetado.

As pesquisas do nosso grupo de pesquisa caracterizam estas toxinas, sua estrutura, função, mecanismo de ação, bases farmacológicas, utilização no tratamento de outras doenças e, com este trabalho, desenvolvemos inibidores sintéticos para estas toxinas.

É de suma importância conhecer a estrutura molecular destas toxinas, não só para poder entender o mecanismo de ação, como ocorre a indução da toxicidade, mas, também, para podermos “inventar” (planejar) uma molécula capaz de interagir com a toxina, inibindo seus efeitos tóxicos.

MFC: Vocês desenvolveram estudos em modelagem molecular e também in vitro? Quais as diferenças entre as técnicas?

FBF: Na verdade não. Nós desenvolvemos moléculas por modelagem molecular, e as mais promissoras são sintetizadas quimicamente e, posteriormente, testadas in vitro.

Computacionalmente nós podemos mimetizar um ambiente “biológico” para a interação, alterando o pH, alterando o solvente, dentre outros.

MFC: Como sua pesquisa pode contribuir para avanços que cheguem a beneficiar a população? É possível, a partir desses estudos, desenvolver soros mais eficazes para o tratamento de picadas de cobra, por exemplo?

FBF: O objetivo desta pesquisa é justamente este: produzir moléculas capazes de inibir os efeitos tóxicos promovidos pelas peçonhas das serpentes de forma mais eficaz, com menor chances de reações alérgicas, de fácil distribuição e armazenamento e maior durabilidade, visto que os soros anti-ofídicos produzidos atualmente passam por todos estes problemas.

É muito comum termos notícias de pessoas que foram picadas e que não encontraram nas suas cidades o soro para tratamento e tiveram que ser removidas para outras localidades. Esse processo eleva o tempo para o início do tratamento, o que diminui a eficácia.

Outros desafios que ainda enfrentamos hoje é que o soro é específico, porém, a serpente nem sempre é identificada, atrapalhando o tratamento adequado. Temos poucos centros de produção do soro, dificultando a distribuição para lugares distante e isolados. O tempo de armazenamento do soro é curto e a forma com que se tem que armazenar (resfriado) dificulta a manutenção em cidades e comunidades em que pode faltar até energia elétrica.

Além disso, o soro atual é produzido em cavalos, o que leva a um sofrimento do animal par a produção. As pesquisas podem indicar novos caminhos e soluções para todos esses problemas.

Próximos passos…

O pesquisador já tem depósito de patente para a técnica que desenvolveu com sua equipe e busca investidores interessados em financiar a próxima etapa da pesquisa, que seriam testes para a produção do soro. Só então seria possível dar sequência a possibilidades de tratamento. “O custo é alto para a Universidade, precisamos de parceiros dispostos a investir em ciência”.

 

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