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Leishmaniose e elefantíase contam com nova plataforma de estudo para proteína-alvo

Fruto de pesquisa do INCT do Centro de Química Medicinal de Acesso Aberto, com apoio do CNPq, a estratégia é promissora para apontar novas terapias para doenças tropicais negligenciadas
Publicado em 29/12/2020 11h37 Atualizado em 29/12/2020 12h01

Pesquisadores do INCT do Centro de Química Medicinal de Acesso Aberto avançaram no estudo de uma proteína presente em dois organismos que provocam doenças tropicais negligenciadas. Trata-se da Brugia malayi, um dos vermes causadores da elefantíase (filariose linfática), e da Leishmania major, que provoca a leishmaniose cutânea. A proteína-alvo do estudo, a desoxihipusina sintase (DHS), está relacionada com processos básicos de funcionamento da célula e é inédita como alvo para medicamentos. A busca por inibidores destes processos é um dos caminhos mais prósperos para o desenvolvimento de medicamentos eficazes no tratamento dessas doenças.

O artigo foi publicado na revista científica PLOS Neglected Troppical Diaseases, em outubro. O INCT de Química Medicinal de Acesso Aberto fica no Centro de Química Medicinal (CQMED), da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), e é financiado pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).

A leishmaniose, causada por parasitas Leishmania, e a elefantíase, causada pelos nematódeos Wuchereria bancrofti, Brugia malayi e Brugia timori, são duas doenças neglicenciadas, com necessidades urgentes de novos tratamentos. Atualmente, existem no mundo aproximadamente 70 milhões de pessoas infectadas com vermes filarioses e até 1,6 milhões de novos casos de leishmaniose a cada ano. Segundo os autores do artigo, os tratamentos atuais para as três principais manifestações clínicas da leishmaniose (cutânea, mucocutânea e visceral) têm efeitos colaterais graves e muitos são atualmente ineficazes devido ao surgimento de resistência. Os esforços de erradicação da filariose linfática, por sua vez, têm  sido dificultados pela incapacidade de os medicamentos atuais matarem os vermes adultos.

Dessa forma, uma das estratégias de descoberta de novas drogas é baseada na identificação de alvos moleculares, muitas vezes uma proteína com atividade enzimática, e no desenvolvimento de inibidores para interromper os processos bioquímicos envolvidos na doença. A abordagem baseada em inibidores específicos e potentes, como a demonstrada no artigo dos pesquisadores do Centro de Química Medicinal, constitui, assim, o primeiro passo para elaboração de sofisticados fármacos, mais eficazes e de menores efeitos colaterais. A carência de medicamentos desenvolvidos especificamente para o tratamento de Doenças Tropicais Neglicenciadas (DTNs) é grande e, muitas vezes, os efeitos colaterais não são desprezíveis. Além disso, os investimentos e o tempo de descoberta de novos fármacos até a chegada nas prateleiras da farmácia são maiores do que os de outras drogas, que podem envolver até US$ 2,5 bilhões em investimentos e demoram de 12 a 15 anos entre seu descobrimento e a chegada ao consumidor final.

No estudo publicado pelo grupo de brasileiros, dois avanços importantes são registrados para entender o funcionamento destas doenças e encontrar possíveis medicamentos. O primeiro refere-se à padronização de uma plataforma de estudo da proteína para o protozoário Leishmania major. O sistema foi baseado em células de levedura que foram modificadas geneticamente para produzir a proteína desoxihipusina sintase (DHS) de Leishmania major. Os pesquisadores verificaram que as leveduras modificadas passaram a depender desta enzima para sobreviver, como é o caso do próprio protozoário. O próximo passo é fazer uma busca de moléculas já conhecidas, para testar quais vão impedir a proliferação da levedura com o gene DHS do protozoário. Como explica Suelen Fernandes Silva, primeira autora do artigo e bolsista de doutorado do CNPq no Programa de Biotecnologia da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP) de Araraquara, “a padronização da plataforma de estudo da proteína DHS de Leishmania major baseada em leveduras é fundamental, pois até então não havia sucesso por meio das técnicas convencionais com obtenção desta enzima a partir de outras fontes”. Ela é orientada pelo professor Cleislei Fernando Zanelli, bolsista de produtividade em pesquisa do CNPq, pesquisador principal do INCT e também coautor do trabalho, que também salienta a relevância da plataforma. “Neste sentido, a utilização de uma plataforma de levedura que seja útil para o rápido rastreamento em larga escala de novos inibidores destas enzimas poderia contribuir de forma fundamental para o desenvolvimento de possíveis novos fármacos”, afirma o professor.

O outro avanço descrito no artigo é a determinação da estrutura tridimensional da proteína DHS do verme da elefantíase, cuja viabilidade celular depende do bom funcionamento desta enzima. A coautora do artigo, Angélica Klippel, doutoranda do Programa de Biociências e Biotecnologia Aplicadas à Farmácia da UNESP Araraquara, esclarece que, embora as proteínas DHS sejam semelhantes, cada organismo carrega uma particularidade. “São essas particularidades que nos interessam. É ali que vamos inserir um inibidor. Do contrário, nosso inibidor pode atingir, por exemplo, a proteína do hospedeiro simultaneamente e perdemos especificidade pelo parasita”, diz ela.

Desvendar a estrutura tridimensional da molécula possibilita desenhar inibidores específicos para esta proteína. Com esta estrutura, os pesquisadores investigam os melhores sítios na molécula onde um inibidor poderia se ligar. Entretanto, como ressaltam os autores no artigo, o fato de identificar um gene, ter sucesso nos ensaios celulares, descrever a estrutura tridimensional da proteína e encontrar um inibidor potente sob condições laboratoriais controladas não significa automaticamente que o inibidor funcionará dentro do hospedeiro humano. Rafael Couñago, também coautor do trabalho e pesquisador principal do Centro de Química Medicinal (CQMED) afirma que o percurso é longo, mas cada passo bem sucedido é uma vitória.

Além das enzimas DHS de patógenos da filariose e leishmaniose, os pesquisadores do INCT também estão estudando a estrutura da proteína DHS de outras espécies causadoras de doenças negligenciadas. Com este estudo, os autores esperam facilitar a identificação e o desenvolvimento de novos inibidores de DHS, que possam ser usados para validar essas enzimas como alvos para intervenções terapêuticas contra infecções por Brugia malayi e Leishmania major. O professor Rafael Couñago comenta a principal missão do INCT de Química Medicinal de Acesso Aberto, que  é a de fomentar parcerias entre pesquisadores de diferentes centros de pesquisa para investigar proteínas pouco estudadas e, assim, aumentar o impacto das descobertas. “É um modelo ganha-ganha. Os pesquisadores colaboradores se beneficiam da nossa estrutura e know-how da nossa equipe de pesquisadores totalmente dedicada à bioquímica, biologia celular, molecular e estrutural e química medicinal. E nós aprendemos muito com os desafios que estas colaborações nos trazem”, explica ele.

O que são essas doenças?

A Filariose Linfática (Elefantíase) é uma doença parasitária crônica, considerada uma das maiores causas mundiais de incapacidades permanentes ou de longo prazo. É causada pelo verme nematoide Wuchereria Bancrofti e transmitida basicamente pela picada do mosquito Culex quiquefasciatus (pernilongo ou muriçoca) infectado com larvas do parasita.Entre as manifestações clínicas mais importantes da Filariose Linfática estão edemas (acúmulo anormal de líquido) de membros, seios e bolsa escrotal, que podem levar a pessoa à incapacidade. Em casos mais graves, algumas complicações podem surgir. 

A leishmânia é transmitida ao homem (e também a outras espécies de mamíferos) por insetos vetores ou transmissores, conhecidos como flebotomíneos. A transmissão acontece quando uma fêmea infectada de flebotomíneo passa o protozoário a uma vítima sem a infecção, enquanto se alimenta de seu sangue. Tais vítimas, além do homem, são vários mamíferos silvestres (como a preguiça, o gambá, roedores, canídeos) e domésticos (cão, cavalo etc.).As leishmanioses tegumentares causam lesões na pele, mais comumente ulcerações e, em casos mais graves (leishmaniose mucosa), atacam as mucosas do nariz e da boca. Já a leishmaniose visceral, como o próprio nome indica, afeta as vísceras (ou órgãos internos), sobretudo fígado, baço, gânglios linfáticos e medula óssea, podendo levar à morte quando não tratada.

O INCT

Criado em 2008, o Programa Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia, os INCTs leva em conta os pilares que o consolidaram como um dos programas mais importantes para a ciência brasileira: Formação de redes de pesquisa; Consolidação de parcerias institucionais; Abordagem multidisciplinar em temas estratégicos para o país; Formação e capacitação de recursos humanos altamente qualificados; e Investimento a longo prazo.

A organização de redes proporciona a consolidação dos grupos de pesquisa, o intercâmbio de conhecimentos e a ampla abrangência do programa, fomentando a pesquisa de norte a sul do país. Dentre as parcerias, destaca-se a capacidade de mobilização dos principais agentes de promoção do desenvolvimento científico e tecnológico no Brasil, uma vez que, além do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações e do CNPq, participam a CAPES e as Fundações Estaduais de Amparo à Pesquisa, além de cooperações internacionais.

Desde sua criação, em 2008, já foram três edições lançadas. A primeira, com 122 projetos contratados, a segunda, específica para Ciências do Mar, com 3 projetos contratados; e a terceira, de 2014, com os atuais 102 projetos contratados.

Conheça o programa: http://inct.cnpq.br/

 Com informações do COQMED/Unicamp