PI0001870 ANTIBIÓTICO GOMESINA
Depósito: 29/05/2000
Destaque: Reunião Científica Anual do instituto Butantan - Prêmio Jovem Cientista. 2012
Inventor: Sirlei Daffre / Pedro Ismael da Silva Junio / Philippe Bulet
Titular: Universidade de São Paulo - USP (BR/SP)
Hoje, tratar uma infecção não é mais tão simples como era após a descoberta da penicilina, em 1928. Naquela época, bastava um tratamento de cinco a sete dias com antibióticos para que a recuperação fosse completa. Atualmente, a maioria dos antibióticos disponíveis no mercado age de forma seletiva sobre determinados grupos de bactérias, inibindo seu crescimento e levando à sua destruição. No entanto, seu efeito é relativamente lento se comparado à rápida duplicação bacteriana, que ocorre a cada 20 minutos. Essa diferença de velocidades contribui para o surgimento de gerações bacterianas cada vez mais resistentes, comprometendo a eficácia dos antibióticos tradicionais.
Sirlei Daffre, formada em Biologia em 1980, terminou o mestrado em 1983 e o doutorado em 1988 no Instituto de Química da USP. Concluiu em 1992 o pós-doutorado sobre o sistema imunológico da Drosophila melanogaster, a mosca-da-fruta, na Universidade de Estocolmo, na Suécia. É professora do Departamento de Parasitologia do ICB da USP desde 1988. De acordo com Sirlei Daffre, pesquisadora do ICB responsável pelo subprojeto que identifica e caracteriza novas substâncias, a gomesina apresenta ação mais rápida do que os antibióticos convencionais, pois age diretamente na membrana bacteriana. Os experimentos mostram que os peptídeos antimicrobianos perfuram a membrana, provocando rapidamente a morte da célula. Em contraste, os antibióticos tradicionais atuam no interior da bactéria, interferindo na síntese de proteínas e de ácidos nucleicos, como DNA e RNA, o que torna seu efeito mais lento.
Além de precisar de baixa concentração para ser eficaz, a gomesina se destaca como potencial antibiótico peptídico devido ao seu amplo espectro de ação. Testes em culturas celulares demonstraram que ela é eficaz contra várias bactérias e fungos, incluindo agentes causadores de infecções urinárias, queimaduras, meningite, furúnculos, febre reumática, pneumonia e leishmaniose.
Os peptídeos desempenham papel essencial no sistema imunológico de animais e plantas, atuando como primeira linha de defesa contra bactérias e fungos antes que o organismo desenvolva respostas mais específicas, como a produção de anticorpos e células de defesa. Para os invertebrados, que possuem apenas imunidade inata, os peptídeos são fundamentais. “Diferentemente dos vertebrados”, explica Sirlei, “os invertebrados não produzem anticorpos e respondem a qualquer microrganismo invasor da mesma forma”.
Segundo Sirlei, para que a pesquisa sobre aplicações de peptídeos avance, é necessária uma infraestrutura de investigação mais sofisticada, além do interesse da indústria farmacêutica. A equipe do ICB conta ainda com resultados consistentes publicados em periódicos internacionais – o estudo mais recente, que descreve a estrutura da gomesina, foi aceito pelo Journal of Biological Chemistry. Outro ponto favorável é que a gomesina já está patenteada há dois meses, fortalecendo as negociações para a próxima fase de desenvolvimento.
Pesquisadores da USP descobriram que a aranha caranguejeira produz a gomesina, uma substância que representa uma nova e promissora linha de antibióticos. Diferente dos convencionais, que atuam de forma lenta e seletiva no interior das células, a gomesina age rapidamente perfurando a membrana de um amplo espectro de microrganismos, incluindo bactérias, fungos e leveduras, sendo mais eficaz e rápida. Este mecanismo é uma arma crucial contra bactérias super-resistentes, um problema grave principalmente em hospitais, onde infecções são a quarta causa de óbitos no Brasil. A gomesina é um peptídeo, molécula que forma a primeira barreira de defesa em animais invertebrados, que não produzem anticorpos. Estudos com um peptídeo similar extraído de porcos, a protegrina, comprovaram a velocidade de ação: minutos contra horas ou dias dos antibióticos tradicionais. A pesquisa, coordenada por Antonio Gildo Bianchi e Sirlei Daffre, também identificou peptídeos antimicrobianos no carrapato do boi, um dos quais é um fragmento da hemoglobina do próprio animal hospedeiro, mostrando um fascinante adaptação do parasita. A equipe do ICB já patenteou a gomesina, que tem estrutura pequena, facilitando sua produção por síntese química, e seu gene já foi clonado, abrindo caminho para a engenharia genética.
A gomesina demonstrou forte ação em laboratório contra uma lista significativa de patógenos, incluindo bactérias causadoras de infecções hospitalares como Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa, a Klebsiella pneumoniae (pneumonia), a Listeria monocytogenes (meningite) e fungos como a Candida albicans (candidíase), além do parasita da leishmaniose. Além da velocidade e do espectro abrangente, os peptídeos antimicrobianos apresentam a vantagem de provocar menos efeitos colaterais, sendo pouco ativos contra células de tecidos humanos e pouco hemolíticos, ou seja, destroem menos glóbulos vermelhos. Perspectivas de uso incluem aplicação local, injetável e, potencialmente, oral, dependendo do desenvolvimento de uma formulação resistente às enzimas digestivas. Enquanto no Brasil os testes em humanos estão a pelo menos três anos, no exterior as pesquisas avançam mais rapidamente, com produtos para assepsia de cateteres já liberados no Canadá e empresas na França e EUA trabalhando no desenvolvimento terapêutico de peptídeos. A aplicação vai além de antibióticos, visando também modificar geneticamente mosquitos para que produzam peptídeos e combatam parasitas em seu interior, quebrando o ciclo de doenças. O sucesso dessa nova geração de antibióticos, no entanto, depende de uma estrutura de pesquisa mais sofisticada e do interesse da indústria farmacêutica, que luta para acompanhar o ritmo acelerado da resistência microbiana.
Silva Júnior conta que sempre trabalhou com aranhas, a princípio estudando os pelos urticantes delas. Quando foi fazer o mestrado, no entanto, seu orientador morreu e ele precisou substituí-lo. "Minha nova orientadora, Sirlei Daffre, propôs que passássemos a pesquisar o sistema imune de aracnídeos em busca de peptídeos antimicrobianos", lembra. "Eu topei e então começamos a buscar as moléculas bioativas no sangue das aranhas." Durante o trabalho, que se estendeu de 1994 a 2000, ele encontrou várias dessas moléculas, uma das quais muito potente e promissora. "Demos o nome a essa proteína de gomesina, em homenagem à espécie de aranha caranguejeira Acanthoscurria gomesiana", conta. "A importância disso é que uma descoberta brasileira, financiada pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e com registro pelo escritório de patentes da Universidade de São Paulo, está sendo utilizada por pesquisadores australianos para salvar da extinção um organismo vivo e único da região."
Resumo: PI0001870 A presente invenção refere-se a peptídeos pequenos, com baixa atividade hemolítica, que apresentam atividades antiparasítica, antifúngica e antibacteriana de mesma ordem de grandeza. Trata-se mais especificamente de um peptídeo denominado gomesina, com 18 resíduos de aminoácidos, configurado com uma estrutura tipo grampo formado por duas folhas beta-pregueadas antiparalelas unidas por uma dobra tipo beta, contendo 4 residuos invariáveis de cisteína que formam duas pontes de dissulfeto, e que pode se configurar como uma cadeia cíclica de pontas fechadas.
Referências:
https://revistapesquisa.fapesp.br/antibiotico-extraido-da-aranha/
https://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783824Y2
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