Mata Atlântica na Serra da Gandarela (MG). Imagem: Creative Commons

Clarice Cudischevitch

A maior parte dos medicamentos desenvolvidos em laboratório tem uma origem em comum: a natureza. No entanto, encontrar as substâncias químicas que podem se tornar o princípio ativo dos fármacos em meio à vasta biodiversidade global é uma tarefa complexa. Essa é a missão da bióloga Daniela Trivella. Com apoio do Serrapilheira, ela está construindo a plataforma NP3, que promete identificar de forma rápida os chamados produtos naturais bioativos.

Daniela Trivella. Foto: El Tigre Studio

A ideia de Trivella, pesquisadora do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), é combinar três técnicas. A primeira consiste em montar uma biblioteca de compostos químicos a partir da extração de moléculas das plantas coletadas e da análise por um sistema de triagem biológica de alto desempenho, o HTS. “Se, por exemplo, for identificada uma proteína que causa câncer, podemos testar essas amostras químicas na proteína e checar qual é capaz de inibi-la”, explica a grantee. Esse sistema pode analisar, em uma escala miniaturizada, 10 mil amostras por dia, e cada uma tem uma média de 100 moléculas.

Nesta fase, apesar de se testar quais moléculas têm potencial de gerar novos fármacos, ainda não conhecemos, efetivamente, sua “identidade”. Aí entra a segunda técnica, a espectrometria de massas, que detecta essas moléculas e identifica um padrão, que funciona como uma espécie de “impressão digital molecular”. Com essa técnica, consegue-se colher milhares de “impressões digitais”.

A terceira técnica, cristalografia de proteínas, vai contar com uma estrutura de peso para a sua execução: o Sirius, acelerador de partículas do CNPEM que deve entrar em operação em 2020. “Enquanto as duas primeiras técnicas são automatizadas, atualmente a cristalografia é feita de forma manual – coletamos cristal por cristal; cerca de 20 por dia. Com o Sirius, vamos conseguir coletar de 100 a 200 cristais por noite”, afirma Trivella. A técnica mostra qual molécula se ligou à proteína e tem, assim, potencial de combatê-la, no caso de uma doença.

O projeto é complexo. Não por acaso, Trivella é bióloga com doutorado em Física e pós-doutorado em Química – agora, também tem se aventurado na Computação. “Essa área requer interdisciplinaridade”, comenta.

Contemplada recentemente com uma renovação do grant do Serrapilheira, ela terá R$ 1 milhão para desenvolver o projeto nos próximos três anos. Mais do que processar os dados gerados, no entanto, a plataforma integra uma cadeia que vai desde a relação com a comunidade local na fase de extração das plantas até a produção do fármaco no Brasil.

Esta cadeia é a plataforma MPH (Molecular Power House), que há 4 anos vem sendo implementada pela grantee e seus parceiros e foi selecionada para representar o Brasil no maior evento de biotecnologia do mundo, a Bio Convention, em junho deste ano. Confira abaixo o vídeo apresentado no encontro:

A urgência de medicamentos novos

Encontrar moléculas na natureza que levem à produção de novos fármacos é cada vez mais urgente. Desde a década de 60, o auge dos medicamentos naturais, estas descobertas estão praticamente estagnadas por conta das dificuldades envolvidas. “Em uma imensidão de moléculas, achar aquela que tem a atividade biológica que vai ser o princípio ativo do remédio é como buscar uma agulha no palheiro”, compara Trivella.

Isso fez com que, nos anos 80, a indústria começasse a buscar outras formas de produzir remédios. Nesse período, evoluiu a síntese química: a criação de moléculas em laboratório. Ainda assim, o desempenho é incomparável. “Vimos que as moléculas naturais trazem mais inovação. De todos os medicamentos aprovados, 65% são originados a partir delas.”

Trivella explica que essas moléculas são mais complexas, tridimensionais, e não estão ali por acaso. Na natureza, elas existem por alguma razão ecológica, ou seja, para ter uma ação em organismos vivos. As moléculas naturais têm, por exemplo, uma ação otimizada de bloqueio às proteínas, que são as responsáveis por boa parte das doenças – geralmente porque estão em uma quantidade excessiva ou atuando fora de sua função usual.

A maioria dos antibióticos, que revolucionaram a medicina e aumentaram a longevidade em meados do século passado, tem como princípio ativo as moléculas naturais. A penicilina, por exemplo, o primeiro antibiótico do mundo, descoberto por Alexander Fleming em 1928, é produzida por um fungo. A produção de novas classes desses medicamentos, no entanto, está estagnada: nos últimos 20 anos, apenas três novos antibióticos foram desenvolvidos.

Ada Yonath. Foto: Miki Koren/ Weizmann Institute of Science

“Se não criarmos novos antibióticos, as pessoas morrerão aos 50 ou 60 anos, como antes”, afirmou a vencedora do Prêmio Nobel de Química Ada Yonath, em entrevista ao jornal El País em maio de 2019. Yonath descobriu a estrutura e função do ribossomo, organela celular responsável pela síntese de proteínas, e contribuiu para o entendimento do mecanismo de ação de antibióticos que têm os ribossomos como alvo.

A falta de novos antibióticos está levando ao surgimento das chamadas superbactérias, que são resistentes a esses medicamentos. Na entrevista, Yonath ressalta que estes microrganismos são os novos assassinos em série: “Mais de 33 mil europeus morrem em um ano por conta desse fato. Um impacto maior que o da AIDS, tuberculose e gripe. Em quase metade dos casos (39%), as bactérias letais eram resistentes aos antibióticos mais recentes.”

Para Daniela Trivella, com a rica biodiversidade brasileira e a alta tecnologia do CNPEM, temos tudo para avançar na solução do problema. “O Brasil tem uma alta variedade de espécies vegetais, animais, microbianas. É um tesouro para a geração de medicamentos, onde pode estar a cura de muitas doenças, de infecções bacterianas a vários tipos de câncer.”