Estruturas promissoras
Base de dados de compostos químicos da biodiversidade brasileira ganha reconhecimento
FABRÍCIO MARQUES |
Edição 217 - Março de 2014
© LUANA GEIGER
A
primeira base de dados sobre compostos químicos naturais extraídos da
biodiversidade brasileira começa a despertar a atenção de pesquisadores
de várias partes do mundo. Batizada de NuBBE Database, ela oferece
informações sobre 640 substâncias, desde as principais propriedades
físico-químicas e biológicas até a estrutura tridimensional dos
compostos, informações essenciais para pesquisadores e empresas que
atuam em química medicinal. O acervo, disponível na internet,
reúne o conhecimento gerado em 15 anos de pesquisas do Núcleo de
Bioensaios, Biossíntese e Ecofisiologia de Produtos Naturais (NuBBE) da
Universidade Estadual Paulista (Unesp), em Araraquara. “O nível de
detalhes das informações diferencia a nossa base de produtos naturais de
outras existentes no mundo”, diz Vanderlan Bolzani, professora do
Instituto de Química (IQ) da Unesp em Araraquara e coordenadora do
núcleo, referindo-se a grandes bases como a Napralert, que tem mais de
200 mil compostos, ou a NPact, com cerca de 1.500 compostos naturais com
alguma atividade anticâncer.
“As bases de produtos naturais trazem informações sobre ocorrência de
espécies, hábitat, algumas propriedades físico-químicas e estrutura dos
compostos, mas nem sempre disponibilizam outros descritores moleculares
que correlacionam a estrutura molecular à atividade biológica e que são
essenciais para a pesquisa em química medicinal. A nossa acrescenta,
além das propriedades físico-químicas usuais sobre cada molécula, dados
importantes como solubilidade, ligações de hidrogênio, volume molecular,
cálculo teórico de coeficiente de partição, violação da regra de
Lipinski, entre outras, fundamentais para que que uma substância natural
alcance o estágio de protótipo”, diz. Esse conjunto de propriedades
ajuda a definir o uso do composto em etapas mais avançadas do
planejamento de novos fármacos. São informadas, ainda, a espécie a
partir da qual a substância foi isolada e o local onde ela ocorre. “Os
dados são importantes também para a pesquisa acadêmica em
biodiversidade. Se eu consigo correlacionar uma distribuição
fitogeográfica em alguma região de mata atlântica ou do cerrado com as
classes de substâncias que um conjunto de espécies produzem, temos um
dado muito valioso para o avanço do conhecimento, por exemplo, de
quimiotaxonomia, ecofisiologia, ecologia química ou de políticas
públicas, como a preservação de espécies ricas em constituintes químicos
de valor agregado”, afirma Vanderlan.
A base de dados do NuBBE é integrada por 80% de compostos isolados de
plantas, 6% de fungos ou microrganismos, 7% de compostos sintéticos
inspirados em produtos naturais, 5% de compostos semissintéticos e 2% de
produtos de biotransformação (modificados por enzimas).
O lançamento da
base foi divulgado em 2013 no
Journal of Natural Products, um dos mais importantes da área, ligado à American Chemical Society. O artigo foi mencionado na
webpage
dos National Institutes of Health dos Estados Unidos como uma das
publicações mais relevantes sobre produtos naturais de 2013. Em
novembro, a base foi apresentada com destaque num artigo sobre bases de
dados de produtos químicos na revista
Drug Discovery Today,
periódico consagrado na área de descoberta de fármacos. A base Zinc, a
maior do mundo em química medicinal, com mais de 35 milhões de
compostos, sediada no Departamento de Química Farmacêutica da
Universidade da Califórnia em São Francisco, agora tem um cruzamento (
cross link)
com a base do NuBBE, em outro sinal de reconhecimento. “Recentemente,
fomos contatados pela Royal Society of Chemistry, do Reino Unido, que
sedia a Chem-Spider, base de dados químicos mundialmente conhecida, com
30 milhões de estruturas de centenas de fontes diferentes”, diz
Vanderlan. “A RSC tem interesse em produtos naturais das regiões
tropicais e equatoriais e quer inserir nosso acervo na plataforma da
Chem-Spider.”
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A
criação da base de dados foi um dos objetivos do projeto de doutorado
da bolsista da FAPESP Marilia Valli, sob orientação de Vanderlan, no
âmbito do programa Biota-FAPESP (
ver Pesquisa FAPESP nº 200).
Em 2013 incorporou-se ao Centro de Pesquisa e Inovação em
Biodiversidade e Fármacos (CIBFar), um dos 17 Centros de Pesquisa,
Inovação e Difusão (Cepid) da FAPESP, que tem como pesquisador
responsável Glaucius Oliva, professor do Instituto de Física de São
Carlos (IFSC) da Universidade de São Paulo e presidente do Conselho
Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), e Vanderlan
Bolzani como vice-diretora e um dos pesquisadores principais.
O CIBFar é
o sucessor de um Cepid coordenado por Oliva que funcionou entre 2000 e
2011, o Centro de Biotecnologia Molecular Estrutural, voltado para
estudos da estrutura e da função de moléculas de interesse
biotecnológico.
O novo Cepid busca aproveitar a experiência do anterior e associá-la
ao conhecimento acumulado pelo Nubbe a fim de desenvolver fármacos com
base em compostos encontrados na biodiversidade brasileira e também de
substâncias sintéticas. “Há estruturas muito interessantes para
desenvolver como candidatos a fármacos. A questão agora é associar a
informação da base de dados de pesquisa CIBFar com outros projetos afins
do programa”, diz Adriano D. Andricopulo, professor do IFSC da USP,
coordenador de transferência de tecnologia e um dos pesquisadores
principais do CIBFar. “Já realizamos diversos ensaios biológicos contra
parasitas e células de câncer, e recentemente com substâncias
pesquisadas pelo NuBBE. Buscamos agora caracterizar moléculas de origem
natural para servir como modelos alternativos e, depois disso, dar
continuidade à pesquisa por meio de colaborações internacionais e no
Brasil. Temos essa perspectiva, pois o programa Cepid nos garante
investimento de longa duração para fazer pesquisa bem estruturada e de
alta qualidade”, diz Andricopulo. A parceria está ajudando a aperfeiçoar
as informações da base de dados. “Algumas das propriedades dos
compostos são identificadas por meio de cálculos matemáticos.
Com o
Cepid, compramos a licença de um
software para automatizar esse
processo e minimizar erros. Já fizemos várias correções dos dados que
foram inseridos”, afirma Vanderlan Bolzani.
Os compostos descritos na base de dados foram identificados ao longo
do tempo e publicados em mais de 170 artigos científicos. “A base
organizou toda essa informação de certa forma dispersa”, diz Vanderlan. A
intenção agora é incorporar novas substâncias identificadas por outros
grupos de pesquisadores do país e criar uma base com maior número de
substâncias isoladas da biodiversidade brasileira. “Já iniciamos o
levantamento de substâncias de plantas pesquisadas e publicadas por
outros grupos do país, com duas bolsistas financiadas pelo CNPq e
projeto de pesquisa do Edital Universal aprovado recentemente. Assim,
pretendemos ampliar o número de substâncias e de informações para que
possamos no futuro ter uma base de dados de produtos naturais do Brasil
robusta, com informação organizada útil para todos os interessados nesta
área fascinante de pesquisa”, diz a pesquisadora.
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Segundo
Adriano Andricopulo, a expansão da base, com a inclusão de mais
compostos da biodiversidade brasileira, é importante para ampliar as
possibilidades de pesquisa. “A base de dados tem um caráter inovador de
reunir informações e abrir a possibilidade de produzir novos
conhecimentos. Se conseguirmos expandi-la, o país terá um papel
proeminente nesse tipo de pesquisa”, afirma. “Há vários grupos dos
Estados Unidos, da Europa e daqui do Brasil que já usam as informações
da base de dados do Nubbe para fazer triagens virtuais de substâncias,
usando programas computacionais, um tipo de tecnologia avançada de
planejamento de novos fármacos. Creio que dentro de mais algum tempo
começaremos a conhecer resultados dessas triagens”, afirma.
Bruno Villoutreix, professor da Universidade Paris Diderot e autor principal do artigo na
Drug Discovery Today
que mencionou o NuBBE, ressalta que bases de dados de compostos
químicos com informações fidedignas e precisas são fundamentais para
gerar novos conhecimentos e desenhar novas moléculas com finalidades
terapêuticas. “É sabido que muitos medicamentos disponíveis no mercado,
cerca de 60% deles, são derivados de produtos naturais ou inspiraram-se
em produtos naturais”, disse a
Pesquisa FAPESP o
professor, que há 10 anos acompanha a evolução de bases de dados desse
tipo. “A coleção do NuBBE contém uma numerosa quantidade de informações
valiosas que frequentemente não estão disponíveis em outras coleções.
Disponibiliza moléculas novas e originais e é construída como um banco
de dados no qual se pode buscar vários tipos de informação, enquanto em
outras bases apenas um arquivo eletrônico é fornecido. Além disso,
reflete a biodiversidade rica e única de espécies botânicas encontradas
no Brasil e deve com certeza contribuir para a concepção de novos
compostos terapêuticos para os próximos anos.” Ele observa que várias
iniciativas parecidas estão sendo desenvolvidas em outras partes do
mundo, compilando produtos naturais de plantas medicinais africanas,
plantas usadas na medicina chinesa e também da Ayurveda, o conhecimento
médico desenvolvido na Índia nos últimos 7 mil anos. “Esses projetos
devem ser estimulados. É preciso garantir suporte financeiro para eles,
pois vão ajudar os cientistas a projetar novos compostos terapêuticos, a
adquirir novos conhecimentos e contribuir para muitas outras áreas”,
afirma Villoutreix.
Projetos
1. CIBFar – Centro de Inovação em Biodiversidade e Fármacos (
nº 2013/07600-3);
Modalidade Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepid);
Pesquisador responsável Glaucius Oliva;
Investimento R$ 18.219.303,58 para todo o Cepid (FAPESP).
2. Produtos Naturais do NuBBE, fonte de diversidade micromolecular para o planejamento racional de novos agentes antitumorais (
nº 2010/17329-7);
Modalidade Bolsa de Doutorado;
Pesquisadora responsável Vanderlan da Silva Bolzani; Bolsista Marilia Valli;
Investimento R$ 65.003,67 (FAPESP).
