Secção da pesquisa de ponta em fármacos no Brasil se faz levando amostras de solo de Belém (PA) para um multíplice de laboratórios maior que um estádio de futebol em Campinas, no interno paulista. Toda essa viagem é para colocar seres microscópicos no que é, grosso modo, o maior microscópio da América do Sul, o acelerador Sirius, segmento do Meio Pátrio de Pesquisa em Pujança e Materiais (CNPEM). Com essa utensílio, é verosímil entender uma vez que funcionam os genes das bactérias e quais substâncias elas conseguem produzir. As equipes envolvidas buscam substâncias com potencial antibiótico e antitumoral, e os primeiros resultados foram publicados em dezembro em uma revista especializada internacional.
O motivo dessa viagem do solo amazônico é a parceria entre o CNPEM e a Universidade Federalista do Pará (UFPA). O trabalho de campo começou recolhendo amostras de solo dos interiores do Parque Estadual do Utinga, suplente de conservação constituída em 1993 e que conta com áreas restauradas e áreas sem mediação humana recente. O grupo investigou três espécies bacterianas das classes Actinomycetes e Bacilli isoladas, de solo da Amazônia, compreendendo bactérias do gênero Streptomyces, Rhodococcus e Brevibacillus.
O passo seguinte se deu quando os pesquisadores do laboratório EngBio, da UFPA, liderados por Diego Assis das Graças, usou o sequenciador PromethION, da Oxford Nanopore (Reino Uno), “que se destaca por gerar leituras de subida qualidade, permitindo o sequenciamento de genomas complexos com subida produção de dados e inferior dispêndio. A tecnologia de sequenciamento baseada em nanoporos permite a estudo em tempo real e a leitura direta de DNA. Outrossim, sua portabilidade e flexibilidade o tornam adequado para aplicações em laboratório e campo”, explicou Diego, que é um dos autores do primeiro item escrito a partir dessa tempo da pesquisa.
Com esse sequenciamento, foi verosímil olhar para os genes e entender uma vez que eles atuam na construção de enzimas, e os caminhos que as tornam moléculas mais complexas. Metade delas era desconhecida.
“Estas moléculas são o foco dos nossos estudos, pois têm grande valia para desenvolvimento de fármacos e medicamentos. Por exemplo, mais de 2/3 (dois terços) de todos os fármacos já desenvolvidos no mundo têm origem em moléculas pequenas naturais, os metabólitos secundários ou metabólitos especializados”, explicou a pesquisadora Daniela Trivella, coordenadora de Invenção de Fármacos do LNBio (Laboratório Pátrio de Biociências).
A estudo dos dados foi feita também no LNBio e utilizou o Sirius. Esse sequenciamento é muito mais alcançável, em termos de custos e tempo, do que era há uma ou duas décadas. Com isso, é verosímil averiguar o que Trivella explicou serem bactérias “selvagens”, ou seja, aquelas encontradas na natureza. A estimativa atual é que menos de 1 em cada 10 espécies de bactérias selvagens sejam cultiváveis em laboratório, e quando o são menos de 10% dos genes que carregam são expressos em laboratório. Todo o resto é “perdido” para a ciência, sem estes métodos de ponta. “Logo, existem muitas bactérias que ainda não conhecemos e muitos produtos naturais que não conseguíamos produzir em laboratório, ou os produzíamos em baixíssimo rendimento”, completou Daniela.
Em resumo, o lugar importa, e muito. “Os agrupamentos de genes biossintéticos são responsáveis pela produção de substâncias com potencial biológico, uma vez que medicamentos. Mesmo em organismos já estudados, uma vez que as bactérias do gênero Streptomyces, vimos que ainda há muitas substâncias desconhecidas nos exemplares isolados do solo da Amazônia. Isso mostra uma vez que o ecossistema é importante para novas descobertas. A Amazônia, nesse sentido, continua sendo uma extensão rica e pouco explorada para desenvolver novos produtos”, disse em nota outro dos participantes, o pesquisador Rafael Baraúna (EngBio-UFPA), que coordenou o trabalho pela UFPA.
O passo final foi levar a produção para uma graduação de laboratório. Entendendo quais os genes que produzem cada substância, com uma técnica avançada chamada metabologenômica, os pesquisadores “convenceram” espécies de bactérias de manejo generalidade no laboratório a aceitarem esses genes e produzirem as substâncias, produzindo quantidades que possam ser testadas e trabalhadas. “Com o DNA codificante claro, a bactéria domesticada, que não produzia o metabólito de interesse, passa a produzi-lo, pois recebeu artificialmente a sequência de DNA que vimos na floresta. Assim temos aproximação a esta molécula para desenvolver novos fármacos a partir dela. Ou seja, um aproximação a novas moléculas a partir de uma rota biotecnológica”, disse Trivella.
Esse conjunto de testes não isola uma ou duas moléculas. Com toda a estrutura do CNPEN um laboratório devotado, uma vez que o LNBio, pode realizar até 10 milénio testes em um único dia. Essa velocidade compete com outra, voraz, a da devastação. O ano de 2024 teve o maior número de queimadas e incêndios na Amazônia nos últimos 17 anos. Para tentar ajudar na corrida, pelo lado da ciência, os investimentos para pesquisas no bioma, anunciados na última reunião da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC) estão no patamar de R$ 500 milhões nesta dezena, com potencial de ajudar a valorizar economicamente o território e sua cobertura original.
Uma vez que segmento dos alvos são moléculas para tratar infecções e tumores, o retorno tem potencial superior ao dos investimentos. “Todos estes métodos estão condensados na Plataforma de Invenção de Fármacos LNBio-CNPEM. Esta plataforma realiza a pesquisa em novos fármacos, indo desde a preparação de bibliotecas químicas da biodiversidade e seleção de alvos terapêuticos para o desenvolvimento de fármacos, até a obtenção da molécula protótipo (a invenção), que portanto passa por etapas regulatória para chegar na produção industrial e aos pacientes na clínica”, ilustra Trivella. Segundo ela as próximas fases da pesquisa levarão as equipes de campo longe até de Belém, para a Amazônia oriental. Lá esperam confirmar o potencial imenso de novas moléculas do bioma e comeár a entendê-lo ainda melhor.
Esse trabalho faz segmento de um esforço maior para produzir um meio de pesquisa multiusuário na UFPA, bem pelo CNPEM e por projetos nacionais uma vez que o Iwasa’i, recentemente implementado no contexto da chamada CNPq/MCTI/FNDCT Nº 19/2024 – Centros Avançados em Áreas Estratégicas para o Desenvolvimento Sustentável da Região Amazônica – Pró-Amazônia.
Secção da pesquisa de ponta em fármacos no Brasil se faz levando amostras de solo de Belém (PA) para um multíplice de laboratórios maior que um estádio de futebol em Campinas, no interno paulista. Toda essa viagem é para colocar seres microscópicos no que é, grosso modo, o maior microscópio da América do Sul, o acelerador Sirius, segmento do Meio Pátrio de Pesquisa em Pujança e Materiais (CNPEM). Com essa utensílio, é verosímil entender uma vez que funcionam os genes das bactérias e quais substâncias elas conseguem produzir. As equipes envolvidas buscam substâncias com potencial antibiótico e antitumoral, e os primeiros resultados foram publicados em dezembro em uma revista especializada internacional.
O motivo dessa viagem do solo amazônico é a parceria entre o CNPEM e a Universidade Federalista do Pará (UFPA). O trabalho de campo começou recolhendo amostras de solo dos interiores do Parque Estadual do Utinga, suplente de conservação constituída em 1993 e que conta com áreas restauradas e áreas sem mediação humana recente. O grupo investigou três espécies bacterianas das classes Actinomycetes e Bacilli isoladas, de solo da Amazônia, compreendendo bactérias do gênero Streptomyces, Rhodococcus e Brevibacillus.
O passo seguinte se deu quando os pesquisadores do laboratório EngBio, da UFPA, liderados por Diego Assis das Graças, usou o sequenciador PromethION, da Oxford Nanopore (Reino Uno), “que se destaca por gerar leituras de subida qualidade, permitindo o sequenciamento de genomas complexos com subida produção de dados e inferior dispêndio. A tecnologia de sequenciamento baseada em nanoporos permite a estudo em tempo real e a leitura direta de DNA. Outrossim, sua portabilidade e flexibilidade o tornam adequado para aplicações em laboratório e campo”, explicou Diego, que é um dos autores do primeiro item escrito a partir dessa tempo da pesquisa.
Com esse sequenciamento, foi verosímil olhar para os genes e entender uma vez que eles atuam na construção de enzimas, e os caminhos que as tornam moléculas mais complexas. Metade delas era desconhecida.
“Estas moléculas são o foco dos nossos estudos, pois têm grande valia para desenvolvimento de fármacos e medicamentos. Por exemplo, mais de 2/3 (dois terços) de todos os fármacos já desenvolvidos no mundo têm origem em moléculas pequenas naturais, os metabólitos secundários ou metabólitos especializados”, explicou a pesquisadora Daniela Trivella, coordenadora de Invenção de Fármacos do LNBio (Laboratório Pátrio de Biociências).
A estudo dos dados foi feita também no LNBio e utilizou o Sirius. Esse sequenciamento é muito mais alcançável, em termos de custos e tempo, do que era há uma ou duas décadas. Com isso, é verosímil averiguar o que Trivella explicou serem bactérias “selvagens”, ou seja, aquelas encontradas na natureza. A estimativa atual é que menos de 1 em cada 10 espécies de bactérias selvagens sejam cultiváveis em laboratório, e quando o são menos de 10% dos genes que carregam são expressos em laboratório. Todo o resto é “perdido” para a ciência, sem estes métodos de ponta. “Logo, existem muitas bactérias que ainda não conhecemos e muitos produtos naturais que não conseguíamos produzir em laboratório, ou os produzíamos em baixíssimo rendimento”, completou Daniela.
Em resumo, o lugar importa, e muito. “Os agrupamentos de genes biossintéticos são responsáveis pela produção de substâncias com potencial biológico, uma vez que medicamentos. Mesmo em organismos já estudados, uma vez que as bactérias do gênero Streptomyces, vimos que ainda há muitas substâncias desconhecidas nos exemplares isolados do solo da Amazônia. Isso mostra uma vez que o ecossistema é importante para novas descobertas. A Amazônia, nesse sentido, continua sendo uma extensão rica e pouco explorada para desenvolver novos produtos”, disse em nota outro dos participantes, o pesquisador Rafael Baraúna (EngBio-UFPA), que coordenou o trabalho pela UFPA.
O passo final foi levar a produção para uma graduação de laboratório. Entendendo quais os genes que produzem cada substância, com uma técnica avançada chamada metabologenômica, os pesquisadores “convenceram” espécies de bactérias de manejo generalidade no laboratório a aceitarem esses genes e produzirem as substâncias, produzindo quantidades que possam ser testadas e trabalhadas. “Com o DNA codificante claro, a bactéria domesticada, que não produzia o metabólito de interesse, passa a produzi-lo, pois recebeu artificialmente a sequência de DNA que vimos na floresta. Assim temos aproximação a esta molécula para desenvolver novos fármacos a partir dela. Ou seja, um aproximação a novas moléculas a partir de uma rota biotecnológica”, disse Trivella.
Esse conjunto de testes não isola uma ou duas moléculas. Com toda a estrutura do CNPEN um laboratório devotado, uma vez que o LNBio, pode realizar até 10 milénio testes em um único dia. Essa velocidade compete com outra, voraz, a da devastação. O ano de 2024 teve o maior número de queimadas e incêndios na Amazônia nos últimos 17 anos. Para tentar ajudar na corrida, pelo lado da ciência, os investimentos para pesquisas no bioma, anunciados na última reunião da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC) estão no patamar de R$ 500 milhões nesta dezena, com potencial de ajudar a valorizar economicamente o território e sua cobertura original.
Uma vez que segmento dos alvos são moléculas para tratar infecções e tumores, o retorno tem potencial superior ao dos investimentos. “Todos estes métodos estão condensados na Plataforma de Invenção de Fármacos LNBio-CNPEM. Esta plataforma realiza a pesquisa em novos fármacos, indo desde a preparação de bibliotecas químicas da biodiversidade e seleção de alvos terapêuticos para o desenvolvimento de fármacos, até a obtenção da molécula protótipo (a invenção), que portanto passa por etapas regulatória para chegar na produção industrial e aos pacientes na clínica”, ilustra Trivella. Segundo ela as próximas fases da pesquisa levarão as equipes de campo longe até de Belém, para a Amazônia oriental. Lá esperam confirmar o potencial imenso de novas moléculas do bioma e comeár a entendê-lo ainda melhor.
Esse trabalho faz segmento de um esforço maior para produzir um meio de pesquisa multiusuário na UFPA, bem pelo CNPEM e por projetos nacionais uma vez que o Iwasa’i, recentemente implementado no contexto da chamada CNPq/MCTI/FNDCT Nº 19/2024 – Centros Avançados em Áreas Estratégicas para o Desenvolvimento Sustentável da Região Amazônica – Pró-Amazônia.
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