Pesquisa visa combater infecções e câncer

Imagem: Layza Sá Rocha, doutoranda na UFMS (Arquivo pessoal)

Graduada em Farmácia na Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS), Layza Sá Rocha é mestre em Saúde e Tecnologia e doutoranda em Ciências Farmacêuticas pela mesma instituição. Como bolsista da Fundação, ela estuda o desenvolvimento de uma abordagem terapêutica eficiente para infecções resistentes e cânceres. 

Sobre o que é a sua pesquisa?
Minha pesquisa de doutorado está focada no design in silico de peptídeos com dupla função para aplicações antimicrobianas e anticâncer. O objetivo principal é desenvolver peptídeos que combinem propriedades antibacterianas e anticâncer, com o intuito de oferecer uma abordagem terapêutica mais eficiente para infecções resistentes e cânceres.

O processo de desenvolvimento dos peptídeos começa com uma fase in silico, na qual utilizamos ferramentas avançadas de bioinformática e inteligência artificial para prever e otimizar as sequências dos peptídeos. Inicialmente, realizamos uma triagem de peptídeos compostos por 10 a 20 aminoácidos utilizando bases de dados especializadas, como APD (Antimicrobial Peptide Database), DRAMP (Database of Antimicrobial Peptides), e DBAASP (Database of Antimicrobial Activity and Structure of Peptides). Esses dados nos ajudam a identificar sequências com potencial antimicrobiano e anticâncer.

Para otimizar as sequências dos peptídeos, utilizamos algoritmos de alinhamento de sequências e padrões, como os servidores Pratt 2.1 e T-coffee. Em seguida, inserimos as sequências identificadas na estrutura do peptídeo alvo usando o algoritmo Joker, que ajusta as propriedades do peptídeo para maximizar sua eficácia. A caracterização estrutural dos peptídeos é realizada por dicroísmo circular, uma técnica que nos permite confirmar se o peptídeo possui características estruturais desejadas, como a formação de α-hélices. Essa estrutura é importante para a funcionalidade antimicrobiana e anticâncer dos peptídeos.

Após a fase in silico, os peptídeos são testados in vitro para avaliar sua atividade antimicrobiana e anticâncer. Realizamos testes de Concentração Inibitória Mínima (CIM) e Concentração Bactericida Mínima (CBM) para determinar a eficácia antimicrobiana contra cepas de bactérias como Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa. Além disso, avaliamos a capacidade do peptídeo de eliminar bactérias em testes de Tempo-Dependente e sua eficácia na inibição e erradicação de biofilmes bacterianos.

Para obter uma visão mais detalhada dos efeitos do peptídeo, utilizamos microscopia de fluorescência. Essa técnica permite observar a interação do peptídeo com as células bacterianas e tumorais, visualizando a destruição de biofilmes e a eficácia do peptídeo na penetração e destruição de células. A microscopia de fluorescência é essencial para confirmar a ação do peptídeo em nível celular e para validar a atividade antimicrobiana e anticâncer observada nos testes.

A atividade anticâncer do peptídeo é testada em células de melanoma, onde verificamos sua seletividade e toxicidade. Também realizamos testes de atividade antineuroinflamatória em células BV-2, avaliando a capacidade do peptídeo de reduzir a produção de citocinas inflamatórias, como IL-6.

A próxima etapa da pesquisa envolve estudos in vivo, planejados para validar a eficácia e a segurança do peptídeo em modelos biológicos. Inicialmente, utilizaremos o modelo de Galleria mellonella, um inseto usado para avaliar a atividade antimicrobiana e a toxicidade dos peptídeos. Dependendo dos resultados obtidos, pretendemos expandir para estudos com ratos, com o objetivo de avaliar de forma mais detalhada a eficácia terapêutica e a segurança do peptídeo em um organismo mais complexo.

A combinação dessas abordagens permite um desenvolvimento mais robusto e promissor dos peptídeos, com potencial para gerar novas terapias para infecções resistentes e cânceres.

O que vale destacar de mais relevante na sua pesquisa?
O ponto mais relevante da minha pesquisa é o desenvolvimento de um peptídeo com dupla funcionalidade, que combina atividades antimicrobiana e anticâncer. A inovação está na capacidade do peptídeo de combater simultaneamente bactérias resistentes e células cancerígenas, representando um avanço significativo em terapias que enfrentam desafios de resistência e efeitos colaterais limitantes. Além disso, a integração de técnicas avançadas de bioinformática e inteligência artificial para prever e otimizar as sequências dos peptídeos agrega precisão e eficiência ao processo de desenvolvimento. Os resultados obtidos até agora demonstram a eficácia desses peptídeos tanto na destruição de biofilmes bacterianos quanto na indução de morte celular em linhas de melanoma, destacando o potencial terapêutico abrangente desta abordagem.

De que forma a sua pesquisa pode contribuir para a sociedade?
Minha pesquisa tem um potencial significativo para impactar a sociedade, oferecendo novas soluções terapêuticas para dois dos maiores desafios da medicina moderna: infecções resistentes a antibióticos e cânceres agressivos. Ao desenvolver peptídeos com dupla funcionalidade, buscamos criar tratamentos mais eficazes e menos tóxicos, que não apenas combatem as infecções bacterianas, mas também são seletivos para células cancerígenas. Isso pode melhorar os resultados para os pacientes e reduzir o uso indiscriminado de antibióticos e terapias oncológicas invasivas. Além disso, ao contribuir para a medicina personalizada, esses peptídeos podem ser ajustados para atender às necessidades específicas de cada paciente, potencialmente aumentando a eficácia dos tratamentos e diminuindo os efeitos adversos.

De que forma a CAPES contribuiu para a sua formação?
A bolsa da CAPES tem um papel vital na minha formação acadêmica, permitindo-me focar integralmente na minha pesquisa e ao desenvolvimento científico sem as preocupações financeiras que poderiam comprometer meu desempenho. Este apoio me proporciona acesso a recursos e infraestrutura essenciais para conduzir experimentos complexos e de ponta no Laboratório de Purificação de Proteínas e Funções Biológicas (LPPFB), onde tenho contato com equipamentos avançados e uma equipe de pesquisadores altamente qualificados.

A bolsa também me permite focar em aprimorar minhas habilidades, tanto nas áreas técnicas quanto na escrita científica, essenciais para a publicação de artigos em revistas de alto impacto. Esse suporte possibilita que eu realize cursos de curta duração e capacitações, ampliando meus conhecimentos em áreas como bioinformática, inteligência artificial aplicada à biomedicina e técnicas experimentais avançadas. Dessa forma, a CAPES não apenas oferece suporte financeiro, mas também viabiliza uma formação abrangente e de excelência, fundamental para que eu possa contribuir de maneira significativa para a ciência e a sociedade.

A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) é um órgão vinculado ao Ministério da Educação (MEC).
(Brasília – Redação CGCOM/CAPES)
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