A partir do estudo do comportamento de proteínas humanas por meio de simulação em computador, um grupo de pesquisa multidisciplinar da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM), em Uberaba, está desenvolvendo fórmulas para remédios e inibidores contra doenças como Chagas, leishmaniose, tuberculose, diabetes e câncer.

O projeto “Modelos Computacionais Simplificados com Aplicações nas áreas da Saúde e da Biotecnologia” é desenvolvido no Laboratório de Biofísica Teórica, que desenvolve a linha de pesquisa “Simulação Computacional de Proteínas”.

O estudo é coordenado pelo professor Ronaldo Júnio de Oliveira, do Departamento de Física do Instituto de Ciências Exatas, Naturais e Educação (Icene), em conjunto com os alunos orientados no Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais (PPGMQ-MG), Frederico Freitas (doutorando), Clea Santos (mestranda) e Pâmela Candido, que recentemente defendeu o mestrado.

Também vinculados ao projeto estão os alunos de Iniciação Científica Luís Pinto (bolsista da Fapemig) e Leandro Moraes (bolsista do CNPq), ambos do curso de Engenharia Mecânica; e três alunos de Trabalho de Conclusão de Curso (TCC), do curso de Licenciatura em Física. Essa equipe é responsável por fazer os ensaios computacionais.

Os professores Pedro Ivo Maia e Amanda Pivatto, ambos do Departamento de Química do Icene, colaboram na parte experimental do projeto com o desenvolvimento de fármacos em laboratório.

A pesquisa

O trabalho tem duas frentes principais que se complementam. A primeira é o desenvolvimento de teorias e técnicas de simulação computacional de proteínas que é feita, principalmente, pelos alunos da área da Física e das Engenharias.

Os pesquisadores investigam o processo de enovelamento da proteína, ou seja, da transformação do filamento de aminoácidos da proteína para a forma final, a tridimensional. Esta última é chamada de nativa, quando a proteína se “enrola” e começa a desempenhar funções no organismo, seja enzimática, hormonal, de defesa ou transporte de nutrientes.

Uma falha no enovelamento pode levar a uma série de patologias como câncer, Alzheimer, Parkinson, entre outras. Desde a década de 1950, pesquisadores de diferentes áreas tentam resolver o problema do enovelamento de proteínas, problema que ainda se encontra aberto.

“O nosso grupo tenta compreender como se dá este mecanismo por meio de equações matemáticas junto com a simulação computacional de modelos mais simples. Mesmo assim, é preciso grandes conjuntos de computadores que estão espalhados pelo país para calcular taxas como o tempo de enovelamento ou propriedades termodinâmicas de proteínas pequenas”, explicou o professor Ronaldo Oliveira.

A segunda frente é a aplicação da teoria em problemas de relevância médica e biotecnológica, realizada principalmente pelos alunos da área da Química, sendo assim uma equipe multidisciplinar. O foco principal do projeto é compreender os modos de interação entre proteínas e compostos candidatos a fármacos, área conhecida como "docking molecular".

As técnicas computacionais estudadas e desenvolvidas pelo grupo podem reduzir o número de experimentos de bancada realizados por experimentalistas e podem predizer estados proteicos propícios a se tornarem alvos de fórmulas inibidoras, como novos medicamentos.

Primeiros resultados

O resultado mais recente da equipe da UFTM foi o desenvolvimento de novos inibidores à base de ouro, elemento químico, para o tratamento da doença de Chagas. “O resultado mais importante é que um dos complexos desenvolvidos se mostrou mais potente e tão seletivo quanto o fármaco padrão utilizado no tratamento atual, o benzonidazol”, afirmou o professor Pedro Ivo.

Os cálculos computacionais, especialmente a técnica de docking, foram empregados para avaliar os possíveis modos de ação dos compostos de ouro com o alvo molecular, no caso, a proteína cruzaína, uma enzima essencial para a vida do parasita Tripanossoma cruzi, da doença de Chagas.

“Estes compostos estão na fase de testes em modelos animais e devem fornecer novos dados para o tratamento de pacientes em um futuro próximo”, comentou Pedro. O artigo foi publicado em revista científica e pode ser encontrado no site Science Direct.

“Na UFTM, tentamos atacar essas questões relacionadas às proteínas de forma a integrar as pesquisas teórica e experimental, fundamental para obter resultados relevantes mais rapidamente. Essa pesquisa básica servirá de base para aplicações em inovações biomédicas que se converterão em benefícios para a sociedade”, afirmou Ronaldo.

O grupo de pesquisa foi formado há três anos e recebeu recursos para desenvolver o projeto das agências de fomento à pesquisa – Conselho Nacional de Pesquisa (CNPq) e Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (Fapemig) – e da UFTM, por meio do projeto institucional. Mais informações sobre as pesquisas estão disponíveis no site da equipe do laboratório.