Na esperança de descobrir moléculas com potencial para se tornarem drogas imunossupressoras, anticancerígenas ou antibióticas, pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) têm se dedicado ao estudo de um grupo de microrganismos existente no solo conhecido como actinobactérias.
A pesquisa, intitulada “Explorando a biodiversidade brasileira para a obtenção de produtos naturais ‘não naturais’” , é coordenada por Luciana Gonzaga de Oliveira, professora do Instituto de Química, e tem apoio da FAPESP por meio do Programa Jovens Pesquisadores em Centros Emergentes.
Oliveira explica que as bactérias existentes no solo e os fungos são os maiores produtores de moléculas conhecidas como metabólitos secundários.
Ao contrário do que o nome possa sugerir, essas moléculas são essenciais para a sobrevivência dos microrganismos, pois fazem parte dos processos de crescimento, desenvolvimento e reprodução. Além disso, muitos metabólitos secundários apresentam propriedades bioativas, ou seja, podem ser usados no desenvolvimento de fármacos.
“A maioria dos metabólitos secundários com potencial terapêutico foi descoberta na era de ouro dos antibióticos – entre 1944 e 1972 – e deu origem a medicamentos que usamos até hoje, como a eritromicina e a rapamicina”, explicou a pesquisadora.
Mas as pesquisas diminuiram à medida que se tornou mais difícil encontrar novas moléculas promissoras. Desde então, poucos antibióticos foram desenvolvidos – a grande maioria são variações de fármacos descobertos há mais de 50 anos. As bactérias patogênicas, por outro lado, foram se tornando resistentes a várias classes de drogas existentes.
A esperança para reverter esse quadro sombrio veio com o avanço e barateamento das técnicas de mapeamento genético, de acordo com Oliveira. Muitas equipes investiram no sequenciamento total do genoma de várias actinobactérias. Descobriram então a presença de genes associados à produção de metabólitos secundários ainda não conhecidos.
“Percebeu-se que o potencial biossintético dessas linhagens é subestimado. Esses microrganismos possuem um verdadeiro maquinário para produzir metabólitos que pode ser explorado. Com a informação do genoma, é possível prever a estrutura desse metabólito e assim estimar o potencial do microrganismo em sintetizar os alvos de interesse”, explicou.
A equipe coordenada por Oliveira está particularmente interessada em dois tipos de metabólitos: os policetídeos reduzidos e os peptídeos não ribossomais, que possuem inúmeras atividades farmacológicas. Essas moléculas são sintetizadas por um grupo de proteínas e complexos enzimáticos conhecidos como policetídeo sintase (PKS) e peptídeo não ribossomal sintetase (NRPS).
“Equipes de pesquisa ao redor do mundo têm investido em aproximações guiadas pelo genoma para a identificação de novos metabólitos. No Brasil, possuímos uma diversidade riquíssima em termos de fauna, flora e também de microrganismos, mas temos poucos grupos empenhados em desenvolver pesquisas dessa natureza, que poderiam impulsionar a descoberta de novas drogas”, afirmou Oliveira.
Sequenciamento
Em vez de sequenciar todo o genoma das actinobactérias estudadas – o que atualmente é inviável por causa do custo – o grupo da Unicamp está mapeando os fragmentos genéticos responsáveis pela produção das enzimas PKSs e NRPSs. Dessa forma, é possível estimar o potencial biossinético de diversas linhagens de actinobactérias, entre elas a Streptomyces.
Inicialmente, os pesquisadores investigaram 15 linhagens de bactérias. Depois, o número foi expandido para 80. Com o objetivo de concentrar esforços nos organismos mais promissores, aplicaram outros testes que ajudam a identificar a presença de PKSs e NRPSs. Desse modo, conseguiram escolher duas linhagens para estudo mais aprofundado.
“Os estudos envolvem a identificação dos metabólitos produzidos em condições de cultivo em laboratório e também daqueles que não são produzidos, muitas vezes porque o sistema de expressão gênica não está sendo ativado nessas condições”, contou Oliveira.
A pesquisadora ressalta que todo o trabalho seria facilitado e as previsões seriam feitas com mais agilidade se houvesse possibilidade de se fazer o sequenciamento total do genoma dos microrganismos.
“Queremos, em um futuro próximo, sequenciar essas duas linhagens completamente. Essas informações trariam resultados de maior impacto e permitiriam um progresso notável nessa área de pesquisa, tornando o país competitivo internacionalmente”, disse.
Oliveira conta que o custo estimado do mapeamento completo do genoma de um microrganismo está em torno de R$ 30 mil. “Estamos tentando nos reunir com outros grupos que também tenham interesse nessa área para investir no sequenciamento de vários microrganismos da nossa biodiversidade”, disse.
O projeto envolveu, até o momento, a participação de um aluno de mestrado e seis alunos de iniciação científica. Resultados parciais foram apresentados em congressos nacionais e internacionais, entre eles o da Sociedade Brasileira de Química e o Simpósio Ibero-americano de Química Orgânica.
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