American Journal Experts

Simulação computacional do efeito de mutações relacionadas a doença degenerativa

17 dezembro, 2013

Grupo de Bioinformática e Biologia Computacional do Instituto Biomédico publicou na edição de dezembro da revista internacional Plos One a análise do efeito de 124 mutações do gene SOD1 na estrutura da proteína humana. As alterações se relacionam ao desenvolvimento da esclerose lateral amiotrófica – doença neurodegenerativa que leva à perda gradual de força e coordenação muscular.
O artigo Structural and Functional Analysis of Human SOD1 in Amyotrophic Lateral Sclerosis reúne resultados dos projetos de iniciação científica das estudantes de graduação Lorenna Giannini Alves Moreira, de Biomedicina, Livia Costa Pereira, de Sistemas de Informação, e Priscila Ramalho Drummond, de Medicina. Para a coordenadora do Grupo, professora Joelma Freire de Mesquita, “a pluralidade da equipe reflete o caráter multidisciplinar da bioinformática”. 
As análises foram disponibilizadas no banco de dados on-line desenvolvido pelo Grupo, para acesso gratuito e irrestrito. A partir do estudo computacional, as pesquisadoras farão experimentos em laboratório para investigar os efeitos das estruturas mutantes da proteína SOD1 na célula humana.
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Grupo de bioinformática da UNIRIO estabelece convênio com universidade alemã

07 dezembro, 2013

O Grupo de Bioinformática e Biologia Computacional do Instituto Biomédico da UNIRIO integra projeto aprovado no último edital do Programa Probral, da Capes, que apoia trabalhos desenvolvidos em conjunto por pesquisadores brasileiros e alemães. O Programa viabilizará um convênio de dois anos entre a Universidade Göttingen (Alemanha), a UNIRIO e a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), proponente do projeto.

Denominada “Associações funcionais entre Sod1 mutantes, estresse oxidativo e fatores de risco de FALS utilizando biologia computacional, Saccharomyces cerevisiae e linhagens celulares animais como modelos de estudo”, a pesquisa busca investigar alterações em organismos de portadores de esclerose lateral amiotrófica.

Segundo a coordenadora do Grupo, professora Joelma Freire de Mesquita, a doença é causada pela mutação do gene Sod1. “No entanto, há mais de 100 mutações descritas para esse gene”, salientou. “Nosso trabalho é simular essas mutações em computador, para descobrir qual a alteração estrutural que cada uma delas causa na proteína. A partir da maior compreensão da doença, podem surgir novos tratamentos.”

Parceria
O grupo da Universidade Göttingen envolvido no projeto desenvolve pesquisas na área de neurodegeneração – caso da esclerose lateral amiotrófica. O convênio prevê intercâmbio de alunos de doutorado e pós-doutorado entre a universidade alemã e as instituições brasileiras. Os professores também farão viagens para participar de palestras e discussões no Brasil e na Alemanha. 

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Proteína contra vírus do sarampo e H1N1

24 outubro, 2013

Mais da metade de todas as espécies animais conhecidas são insetos. Mas como espécies com um sistema imune tão pouco desenvolvido – principalmente se comparado aos mamíferos – evoluíram ao longo de 350 milhões de anos e sobrevivem hoje nos mais diversos ambientes do planeta, até nos mais hostis?
Estudos indicam que o segredo está em substâncias presentes na hemolinfa, o fluido que exerce a função de sangue nos insetos. Trata-se, no geral, de substâncias que, nesses animais, têm a capacidade de combater vírus, bactérias e fungos. Tem, portanto, potencial para reduzir a ação dos microrganismos em humanos. Conhecer essas substâncias e seu mecanismo de ação é um grande passo para o desenvolvimento de medicamentos.
Pesquisadores do Instituto Butantan, em São Paulo, têm identificado substâncias promissoras em lagartas. “Há muito se produz substâncias antivirais originárias de organismos e produtos animais ou vegetais, como ouriço-do-mar e própolis. Mas pouco se investiga em insetos, e menos ainda em lagartas”, disse à Agência FAPESP o virologista Ronaldo Zucatelli Mendonça, responsável pela pesquisa “Bioprospecção de proteínas de interesse farmacológico e biotecnológico na hemolinfa de lagartas da família Megalopygidae", que conta com apoio da FAPESP.
A equipe de Mendonça encontrou substâncias de alta potência antiviral em lagartas da família Megalopygidae. “Ainda não sabemos exatamente a composição química dessa substância”, disse. “No entanto, ela já demonstrou ter ação inequívoca: tornou 2 mil vezes menor a replicação do picornavírus (parente do vírus da poliomielite) e 750 vezes menor a do vírus do sarampo, além de ter neutralizado o vírus da influenza H1N1.”
Segundo o coordenador da pesquisa, esses dados são preliminares. “Até a conclusão do trabalho, podemos chegar a uma redução ainda maior”, disse.
O estudo com a Megalopygidae dá sequência a uma pesquisa anterior, na qual a equipe isolou e purificou uma proteína em outra lagarta, da família Saturniidae, a Lonomia obliqua.
A proteína encontrada na Lonomia tornou a replicação do vírus da herpes 1 milhão de vezes menor e a replicação do vírus da rubéola, 10 mil vezes menor. O trabalho foi publicado na revista Antiviral Research, em 2012.
As duas pesquisas, sobre a Lonomia e sobre as lagartas da família Megalopygidae, têm foco em substâncias que apresentam duas propriedades específicas: ação apoptótica e antiviral. A primeira promove a apoptose (morte celular programada ou desencadeada para eliminar de forma rápida células desnecessárias ou danificadas), um processo importante no mecanismo para controle do câncer. O foco atual da pesquisa com as lagartas Megalopygidae é sua ação antiviral.

As proteínas em estudo são produzidas pela tecnologia de DNA recombinante. O gene codificador da proteína é extraído da hemolinfa, clonado em um baculovírus (vírus que ataca insetos). Depois, é replicado em células de insetos, que, por sua vez, produzem as proteínas de defesa (as chamadas proteínas recombinantes) em grande quantidade.

“A principal vantagem em produzir a proteína recombinante é que isso torna possível a extração da substância de maneira mais simples e em maior escala”, comentou Mendonça. “Antes de chegar à indústria, porém, é preciso verificar sua ação em organismos, em testes in vivo, e avaliar sua viabilidade econômica”.

As lagartas estudadas pela equipe de Mendonça estão entre as taturanas urticantes que fazem mal ao homem. Suas cerdas liberam veneno capaz de levar à morte. A escolha delas para as duas pesquisas se deveu ao acúmulo de centenas de carcaças desses insetos no Instituto Butantan, que sobram depois da retirada do veneno para a produção de soro contra queimaduras. É dessas carcaças que é retirada a hemolinfa, de onde se extrai o gene codificante das substâncias de defesa.

A família Megalopygidae engloba mais de 200 espécies, entre elas a Megalopyge lanata, chamada lagarta-do-cartucho, cuja mariposa ataca as culturas de milho no Brasil, e a Megalopyde albicollis, a lagarta-de-fogo.

Segundo Mendonça, os estudos com a Lonomia e com as lagartas da família Megalopygidae constituem uma porta para outras pesquisas de grande relevância. “O Brasil tem uma megabiodiversidade em insetos. E todos podem ter substâncias desse tipo, de ação até maior do que as encontradas até agora”, disse o pesquisador, que realizou três pós-doutorados com bolsa FAPESP, dois em Portugal e um no México

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USP busca produzir células-tronco em larga escala

23 outubro, 2013

No início de 2000, o índice de sobrevida de pacientes com leucemia promielocítica aguda (LPA) no Brasil era de 50% contra os mais de 80% registrados nos Estados Unidos e em países europeus.

A maior incidência da doença em países latino-americanos não justificava a discrepância nas estatísticas: a LPA responde bem ao ácido all-trans retinoico (ATRA), medicação que é distribuída pelo Sistema Único de Saúde (SUS). A explicação para a defasagem nos resultados estava no diagnóstico tardio e no consequente atraso no início do tratamento de uma doença que induz a um grave quadro hemorrágico, elevando o número de óbitos.

Associando pesquisa básica e clínica, pesquisadores do Centro de Terapia Celular (CTC), um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) mantido pela FAPESP e sediado na Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (USP) de Ribeirão Preto, propuseram um novo modelo de diagnóstico, adotado por um consórcio de oito hospitais públicos em cinco estados.

“Em nove anos, a mortalidade caiu pela metade e a sobrevida dos pacientes chegou a 70%”, comemora o pesquisador Eduardo Magalhães Rego. O resultado do trabalho foi capa da revista Blood, em 14 de março de 2013. O protocolo tornou-se padrão em outros países da América Latina: agora, o consórcio também reúne hospitais do Chile, do Uruguai e do México e, nos próximos meses, incluirá o Paraguai e o Peru.

O novo diagnóstico da LPA traduz uma das missões primordiais do Centro de Terapia Celular e do Programa CEPID, criado pela FAPESP em 2000: desenvolver pesquisa de excelência, comprometida com a aplicação de resultados.

A partir de hoje, a Agência FAPESP dá início à publicação de uma série de reportagens especiais sobre os CEPIDs apoiados pela Fundação entre 2001 e 2013 e lança um site especialmente para o programa, que pode ser acessado em: cepid.fapesp.br.

“O CTC criou um ambiente fértil para o desenvolvimento de metodologias relacionadas à pesquisa com câncer, células-tronco, biotecnologia e biologia molecular”, avalia Marco Antonio Zago, coordenador do Centro e pró-reitor de Pesquisa da USP. “Fazemos pesquisa básica e temos clínica de tratamento de pacientes, laboratórios no Hemocentro e no Hospital das Clínicas, além de uma unidade de transplante de medula óssea.”

A formulação do novo teste diagnóstico da LPA fez o percurso da bancada à clínica. “A LPA resulta da quebra de dois cromossomos que trocam pedaços entre si, formando um gene de fusão. O desafio era entender como esse gene causa a leucemia”, explica Magalhães Rego.

Utilizando modelos transgênicos, os pesquisadores reproduziram a doença em camundongos e constataram que algumas proteínas, que deveriam atuar como supressoras, não funcionavam. Uma delas, a PML, “aprisionada” em estrutura bem definida em indivíduos sadios, entre doentes apresenta-se dispersa, sem função de regulação do organismo e em interação com outro grupo de proteínas.

A dispersão da PML foi a chave para o teste diagnóstico, realizado por meio de exame de medula óssea em reação a anticorpos “doados por um pesquisador italiano”, como Magalhães Rego diz. “Trata-se de um exame laboratorial de imunofluorescência, disponível em hospitais de porte médio, e que fica pronto em seis horas”, descreve.

O próximo passo será testar o efeito do transplante de células-tronco hematopoiéticas (TCTH), extraídas da medula óssea, no tratamento de infecções oportunistas em portadores de leucemias mieloides agudas.

Diferenciação celular
O TCTH é uma terapia desenvolvida pelo CTC desde o início do ano 2000. “Na época, ainda não se falava em células-tronco. Só usávamos transplante de medula”, lembra Zago. “Tínhamos três fontes, células da medula, do sangue e da placenta, com respostas diferentes no tratamento celular.”

A diferenciação celular e a resposta clínica passaram a ser foco de estudos da equipe. Em 2004, quando uma pesquisa sueca sugeriu que as células-tronco reduziam a resposta imunológica dos organismos porque alteravam o linfócito T, a equipe resolver avaliar o seu uso no tratamento do diabetes, doença autoimune em que o sistema imunológico ataca as células produtoras de insulina do pâncreas.

A hipótese era a de que, se o ataque fosse interrompido e as células restantes preservadas, seria possível, por meio de TCTH, recuperar o pâncreas, reduzir a dependência de insulina e evitar complicações típicas da doença, como a retinopatia, nefropatias e neuropatias.

Do primeiro protocolo experimental participaram 25 pacientes diagnosticados com diabetes tipo 1. Eles tiveram as células-tronco hematopoiéticas de sua medula óssea coletadas e congeladas antes de se submeterem a uma quimioterapia para zerar o sistema imunológico e interromper a agressão ao pâncreas.

As células-tronco congeladas foram, em seguida, transfundidas, produzindo uma nova medula e novas células sanguíneas. Dos 25 pacientes, três estão livres de insulina e 22 voltaram a utilizar a insulina depois de um determinado período, ainda que em dose inferior à utilizada antes do tratamento.

Um novo protocolo de TCTH foi iniciado em 2009, com outros quatro pacientes com diabetes tipo 1 diagnosticados há menos de cinco meses. A pesquisa tem parceria da Northwestern University, de Chicago, e da Universidade Paris Diderot. “Estamos entusiasmados com os resultados”, adianta a pesquisadora Maria Carolina de Oliveira Rodrigues.

Antes disso, em 2008, em outro protocolo experimental, os pesquisadores tentaram modular o sistema imunológico de pacientes diabéticos por meio de aplicações de células mesenquimais, extraídas da medula de um parente.

“A hipótese era a de que células mesenquimais seriam capazes de migrar e de se diferenciar em células do pâncreas produtoras de insulina”, explicou a pesquisadora Oliveira Rodrigues em uma reportagem da Agência FAPESP. A resposta, no caso, não foi animadora e uma nova pesquisa poderá ser realizada.

Um protocolo para o SUS
Protocolo semelhante ao do diabetes tipo 1 tem se mostrado promissor também no tratamento da esclerose múltipla, doença que agride o sistema nervoso central e compromete progressivamente a capacidade neurológica (leia mais em agencia.fapesp.br/10090). Desde 2002, 100 pacientes foram submetidos à quimioterapia e injeção endovenosa de células-tronco hematopoiéticas para interromper o avanço da doença, relata Oliveira Rodrigues.

Ao longo dos últimos 11 anos – período que correspondeu ao financiamento da FAPESP ao CTC –, a administração do quimioterápico foi sendo calibrada à resposta dos pacientes. “Uma terapia muito tóxica foi substituída por outra, mais adequada. Também aprendemos que o transplante não funciona quando a doença está em estágio muito avançado.” O protocolo atual está sendo avaliado junto com a Universidade de Northwestern, e os resultados comparados com os das melhores drogas.

O CTC tem conseguido ótimos resultados também no tratamento da esclerose sistêmica, que afeta progressivamente as células do tecido conjuntivo, causando alterações vasculares e fibrose da pele. O tratamento convencional, com ciclosfosfamida, evita a progressão da doença, mas, em pelo menos um terço dos casos, o TCTH antecedido por quimioterapia é o procedimento recomendado.

Em 48 pacientes, o transplante interrompeu a agressão, revertendo o quadro de degeneração cutânea associado e estabilizando o paciente. “Esse protocolo está em vias de ser adotado pelo SUS”, revela Oliveira Rodrigues.

Os riscos têm de ser ponderados. Em fevereiro de 2013, em parceria com pesquisadores da Northwestern, a equipe do CTC publicou na Lancet um artigo recomendando uma avaliação cardíaca minuciosa para melhor avaliar a oportunidade do transplante, em decorrência, entre outros fatores, do coquetel quimioterápico (leia mais em agencia.fapesp.br/16803). “Iniciaremos um segundo estudo para comparar três esquemas de quimioterapia e avaliar o melhor.”

A excelência e os bons resultados alcançados pela pesquisa devem ser creditados à equipe qualificada, aos parceiros internacionais de peso, como as universidades de Montreal, Guelph, Munchen, King's College, Leiden, entre outras, e, principalmente, ao financiamento de grande porte e de longo prazo.

“A equipe tem competitividade. Nesse período, além do apoio da FAPESP, contamos também com recursos de outras agências de fomento como a Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) e o Conselho Nacional de Pesquisa Científica e Tecnológica (CNPq). Isso sem falar do orçamento da própria universidade. O resultado é que os recursos repassados pela FAPESP foram multiplicados por dois”, afirma Zago.

A qualidade dos estudos credenciou o CTC para integrar, desde 2008, a rede de pesquisas formada pelos Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (INCTs), por meio da qual desenvolve 30 projetos nas áreas de células-tronco e terapia celular, em parceria com universidades paulistas, a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e o Centro Nacional de Primatas, no Pará. Os projetos são financiados, meio a meio, pelo CNPq e pela FAPESP (leia mais em http://lgmb.fmrp.usp.br/inctc).

Em 2013, o CTC teve aprovada uma nova proposta de trabalho, por meio do segundo edital do Programa CEPID. Até 2014, o Centro implementará um ambicioso programa multidisciplinar, com foco no estudo das características moleculares, celulares e biológicas de células normais e patológicas e na avaliação crítica de seu potencial terapêutico. Os objetivos são gerar linhagens brasileiras a serem utilizadas em estudos pré-clínicos e investigar os mecanismos envolvidos no estado de pluripotência, assim como em doenças como disceratose congênita, anemia da Faconi, hemofilia A e doença de Parkinson.

Todos os estudos visam à produção em grande escala de células-tronco, de forma a permitir sua utilização clínica potencial. Nesse período, também seguirão em curso um projeto de transferência de tecnologia com foco na melhoria da saúde pública e um programa de educação em Ciência.

Para saber mais sobre o CTC leia também: Tecnologia para o mercado O círculo virtuoso da ciência.

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