Pesquisa revela estrutura de proteína e permite busca de fármacos para elefantíase e leishmaniose cutânea

Descoberta feita no Centro de Química Medicinal da Unicamp possibilita o estudo de moléculas mais potentes e capazes de destruir diretamente os patógenos, com menos efeitos colaterais para os pacientes

Luciana Constantino | Agência FAPESP – Um grupo de pesquisadores brasileiros conseguiu decifrar a estrutura de uma proteína encontrada em parasitas que provocam doenças tropicais negligenciadas, abrindo caminho para o desenvolvimento de novos medicamentos. Com a descoberta, será possível buscar moléculas mais potentes e capazes de destruir diretamente os patógenos, com menos efeitos colaterais para os pacientes.

A pesquisa detalhou características estruturais da proteína desoxi-hipusina sintase (DHS) encontrada na Brugia malayi, um dos parasitas transmitidos por picada de mosquito e causadores da elefantíase (filariose linfática), e na Leishmania major, protozoário responsável pela leishmaniose cutânea.

A elefantíase é uma inflamação no sistema linfático que gera acúmulo de líquidos levando a grandes inchaços (edemas) dos membros, principalmente pernas, e em outras partes do corpo do paciente. A doença limita os movimentos e impede que a pessoa mantenha as atividades normais.

Já a leishmaniose cutânea produz lesões na pele, que demoram semanas ou meses para aparecer após a picada do inseto. A lesão pode persistir por anos e ainda deixar cicatrizes, semelhantes a queimaduras. Entre 2003 e 2018, foram registrados mais de 300 mil casos da doença no Brasil, segundo dados do Ministério da Saúde.

O estudo Structural features and development of an assay platform of the parasite target deoxyhypusine synthase of Brugia malayi and Leishmania major foi publicado na revista especializada PLOS Neglected Tropical Diseases. Tem como primeiras autoras as doutorandas da Universidade Estadual Paulista (Unesp), no campus de Araraquara, Suélen Silva, do Programa de Biotecnologia, e Angélica Klippel, do Programa de Biociências e Biotecnologia Aplicadas à Farmácia e bolsista da FAPESP, sob a orientação do professor Cleslei Zanelli.

A pesquisa é conduzida no âmbito do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) de Química Medicinal de Acesso Aberto, sediado no Centro de Química Medicinal (CQMED) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Recebe financiamento da FAPESP, do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes).

O grupo obteve dois avanços importantes em relação à proteína DHS – a padronização de uma plataforma de estudo da enzima para a Leishmania major baseada em célula de levedura e a montagem tridimensional da molécula encontrada no protozoário da elefantíase.

Agora, com a identificação desse novo alvo, outras pesquisas ainda serão feitas para desenvolver ou encontrar moléculas inibidoras que interrompam os processos bioquímicos mediados pela proteína e evitem o avanço da doença no organismo.

Caso sejam encontrados inibidores específicos para compor novos medicamentos, será possível reduzir ou até anular os efeitos colaterais. Os tratamentos atuais para as duas doenças ainda têm efeitos que vão desde febre até náusea e insônia. No caso da elefantíase, alguns remédios nem sequer conseguem matar os vermes adultos.

“No CQMED tentamos elucidar proteínas com pouco estudo e determinar suas estruturas cristalográficas. A publicação desvenda, pela primeira vez, a estrutura da DHS nesses parasitas. Começamos com esses dois parasitas [Brugia e Leishmania], mas queremos expandir para mais quatro organismos, incluindo o Plasmodium, causador da malária”, conta à Agência FAPESP Katlin Massirer, pesquisadora principal do INCT, vinculada ao Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG) da Unicamp.

A cristalografia de proteínas é uma ferramenta essencial no estudo da estrutura tridimensional dessas moléculas. Analisa as posições dos átomos e suas interações, permitindo compreender a ação no organismo humano e como um potencial fármaco deve se ligar a essa proteína. A análise ajuda a entender o funcionamento dos fármacos, aumentando sua eficácia.

No estudo foi possível sintetizar in vitro a enzima ativa, da forma como a DHS atua no parasita, e montar um ensaio de sua atividade. Isso permitirá fazer a varredura de moléculas que podem vir a se transformar em novos medicamentos.

“A partir da estrutura você consegue identificar como é a proteína para tentar encontrar as diferenças e encaixar um inibidor na enzima do parasita, sem afetar a proteína similar existente nos humanos. É um grande desafio”, explica Klippel.

Caminho

Segundo Massirer, o tempo estimado entre as pesquisas e a chegada de novos medicamentos ao mercado é, em média, de 12 a 15 anos, mas no caso de doenças tropicais negligenciadas (DTNs) pode ser ainda maior por falta de estudos na área. “Podemos dizer que a etapa em que estamos já equivale a dois anos desse trajeto”, afirma.

Estima-se que as DTNs afetem cerca de 1,5 bilhão de pessoas em mais de 150 países, principalmente em regiões mais pobres do mundo. Entre as doenças listadas pela Organização Mundial da Saúde (OMS) como tropicais negligenciadas, além das leishmanioses e da elefantíase, estão, por exemplo, doença de Chagas, esquistossomose, dengue e chikungunya.

Em 30 de janeiro de 2020 foi realizado, pela primeira vez, um movimento com a participação de mais de 300 instituições de pesquisa, organizações da sociedade civil, empresas e governos de vários países para marcar o Dia Mundial das DTNs. Nesse dia é lembrada a assinatura da Declaração de Londres, em 2012, que projetou o controle, eliminação ou erradicação de dez doenças negligenciadas até 2020, mas nem todos os objetivos foram alcançados.

O pequeno interesse por DTNs foi um dos motivos que levaram Klippel a trabalhar com o tema. “No doutorado busquei resgatar minha formação em farmácia e tentei olhar para uma área que as pessoas não estão focando. Busquei participar de algo importante e que não era muito valorizado”, diz. E completa: “Cada etapa é uma vitória. Conseguimos uma ferramenta e agora precisamos dar o próximo passo”.

Massirer conta que, no CQMED, a fase seguinte será adquirir a proteína DHS das outras espécies ao mesmo tempo em que serão buscadas moléculas em vários bancos, incluindo no exterior. Por causa da pandemia de COVID-19, o ritmo do trabalho tem sido menor. “Temos um centro montado que permite a grupos de qualquer lugar do Brasil trazer projetos inéditos, em uma rede de colaboradores”, afirma a coordenadora do INCT.

Entre as principais missões do instituto está a de fomentar parcerias de pesquisadores de diferentes centros para investigar proteínas pouco estudadas com o objetivo de aumentar o impacto das descobertas.

O CQMED é uma Unidade de Inovação da Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii). Foi criado com o apoio da FAPESP por meio do Programa de Apoio à Pesquisa em Parceria para Inovação Tecnológica (PITE), em cooperação com o Structural Genomics Consortium (SGC) – consórcio internacional de universidades, governos e indústrias farmacêuticas para acelerar o desenvolvimento de novos medicamentos.

O artigo Structural features and development of an assay platform of the parasite target deoxyhypusine synthase of Brugia malayi and Leishmania major pode ser lido em: https://journals.plos.org/plosntds/article?id=10.1371/journal.pntd.0008762.