Biologia molecular é destaque na FAPESP Week Montevideo

Pesquisadores do Uruguai, Paraguai e Brasil apresentam resultados de trabalhos com sinalização celular e bacteriana e caracterização de vírus

Agência FAPESP | Heitor Shimizu, de Montevidéu – Hugo Aguirre Armelin, coordenador do Centro de Toxinas, Resposta-Imune e Sinalizacão Celular (CeTICS), falou na FAPESP Week Montevideo sobre pesquisas feitas no centro, um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP e instalado no Instituto Butantan.

O evento, dias 17 e 18 de novembro de 2016 na capital uruguaia, foi organizado pela FAPESP em colaboração com a Asociación de Universidades Grupo Montevideo (AUGM) e a Universidad de la República (UdelaR).

O grupo interdisciplinar coordenado por Armelin trabalha em projetos como a modelagem do ciclo das Ras-GTPases, que são chaves moleculares, do tipo liga e desliga, pertencentes a uma vasta família de proteínas. Essas chaves ocorrem frequentemente em pontos centrais da rede molecular de sinalização celular.

“Nas últimas décadas, o imenso volume de dados gerado por campos como genômica e proteômica tem levado à produção de intrincados mapas estáticos de redes moleculares de sinalização celular. Mas esses mapas são insuficientes para predizer respostas celulares a hormônios, fatores de crescimento, citocinas, fármacos ou toxinas, por exemplo”, disse Armelin.

“Em consequência disso, um dos grandes desafios atuais da biologia é transformar mapas estáticos em modelos dinâmicos, baseados em dados quantitativos e funcionalmente preditivos. Modelos que permitam descobrir vias moleculares de sinalização relacionadas a alterações fenotípicas complexas”, disse Armelin, que foi professor titular de Bioquímica na Universidade de São Paulo de 1985 até a aposentadoria, em 2009.

Pesquisadores de biologia molecular celular e biologia computacional do CeTICS têm construído modelos dinâmicos computacionais das Ras-GTPases. Ras é uma família de proteínas expressadas em todas as linhagens de células animais. As proteínas Ras pertencem à classe de proteínas GTPase (as chaves moleculares) e estão envolvidas na transmissão de sinais entre células (transdução).

Armelin falou em Montevidéu sobre o modelo cinético da K-Ras-GTPase feito no CeTICS. O modelo foi validado experimentalmente por meio de uma linhagem de células adrenais tumorais (chamadas Y1) de camundongo, dependentes de amplificação do gene K-ras.

“Esse modelo cinético da K-Ras-GTPase é um módulo computacional pequeno, mas que permite fazer predições promissoras de vias moleculares que controlam transições fenotípicas celulares complexas. Estamos trabalhando para averiguar se e quanto dessas conclusões são transferíveis para as redes de sinalização molecular de células humanas”, disse.

Sinalização de bactérias

Como as bactérias percebem os sinais à sua volta foi o tema da palestra de Alejandro Buschiazzo, do Instituto Pasteur de Montevidéu, cujo trabalho de pesquisa tem ênfase em bactérias patógenas do gênero Leptospira. Essas bactérias causam doenças que promovem perdas de produtividade e prejuízos aos rebanhos, o que, no caso do bovino, representa um importante problema no Uruguai.

O grupo que Buschiazzo coordena no Instituto Pasteur busca uma perspectiva de biologia estrutural para explorar as bases moleculares das funções de proteínas. O objetivo final é o desenvolvimento de vacinas mais eficientes contra a leptospirose.

A biologia estrutural investiga a estrutura molecular principalmente de proteínas e dos ácidos nucleicos. Buschiazzo destacou que esse ramo da biologia molecular e da bioquímica tem contribuído enormemente, nos últimos 60 anos, para a determinação das propriedades bioquímicas de um grande número de proteínas, muitas das quais estão envolvidas em importantes processos biológicos e patológicos.

“A grande quantidade de dados disponíveis nos levam a buscar abordagens sistêmicas e mais integradoras, que cubram uma ampla gama de escalas de tempo e de resolução espacial”, disse.

Por meio da combinação de biologia molecular, bioquímica, cristalografia de proteínas e ferramentas computacionais, o grupo de Buschiazzo descobriu o mecanismo pelo qual as proteínas bacterianas, conhecidas como histidina-quinases, utilizam um interruptor helicoidal (reguladores de resposta específica) para controlar suas atividades de catálise e sua interação com seus parceiros naturais.

“Temos aprendido muito sobre sinalização e regulação em bactérias. A plasticidade das proteínas desempenha um papel central na biologia de patógenos”, disse. “Nosso desafio é aprofundar a compreensão desses e de outros desafios em biologia estrutural, evoluindo para abordagens integradoras. Estamos inclusive trabalhando nisso com colegas do Brasil.”

Em 2015, Buschiazzo e colegas do Instituto Pasteur do Uruguai e da França e da Universidad de la República publicaram um artigo na revista Science no qual descrevem a estrutura em raio X da proteína do capsídeo, camada que envolve os vírus da leucemia bovina, em sua forma nativa, doença crônica infectocontagiosa que representa outro problema importante na criação de gado bovino.

Em 2014, Buschiazzo recebeu o prêmio François Jacob do Instituto Pasteur em reconhecimento ao seu trabalho em cristalografia, no projeto de análise comparativa do genoma do gênero Leptospira e na criação de uma rede de biologia estrutural na América Latina.

Câncer de colo de útero

Laura Mendoza, pesquisadora do Departamento de Saúde Pública da Universidad Nacional de Asunción, no Paraguai, trabalha principalmente na área de virologia molecular, estudando a caracterização molecular do vírus do papiloma humano em populações de risco e de diferentes grupos étnicos.

Mendoza – que fez o mestrado na USP (com Bolsa da FAPESP) e doutorado na Universidad de la República, no Uruguai – também investiga populações de seleção e triagem de câncer do colo do útero com base no vírus do papiloma humano e aspectos ecológicos e epidemiológicos de arbovírus no Paraguai.

A pesquisadora lembrou na FAPESP Week Montevideo que o câncer cervical, ou do colo do útero, é o quarto tipo de câncer mais comum no mundo, com 85% dos novos casos em países em desenvolvimento. E, na América Latina, testes baseados na detecção de vírus do papiloma humano (HPV) têm impactado enormemente a detecção precoce da doença, com diminuição do número de casos.

“Atualmente, o desafio está na implementação de programas organizados com base em testes de HPV e na identificação de um segundo teste (triagem) aplicado somente para mulheres com positivo para HPV, a fim de reduzir o número de referências a colposcopia e evitar o possível sobretratamento”, disse.

Entre os testes para triagem mencionados por Mendoza estão citologia, tipagem de subtipos HPV 16 e 18, coloração dupla de p16/ki67 e OncoE6.

“Outro problema de saúde pública nas Américas são as infecções por arbovírus emergentes e reemergentes com potencial endêmico e epidêmico. Na região, ainda existem países com poucos dados sobre aspectos ecológicos e epidemiológicos de infecções por arbovírus. Por conta disso, é fundamental realizar trabalhos conjuntos a fim de contribuir com dados para fortalecer o monitoramento e controle desses vírus”, disse.

Centro de pesquisa molecular

O uso de ferramentas moleculares modernas em pesquisa e diagnóstico em medicina foi o tema da palestra de João Bosco Pesquero, professor do Departamento de Biofísica da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp) na FAPESP Week.

“Para a criação de novas possibilidades de intervenção em saúde é preciso o constante esforço em estudos de modo a conhecer a fisiologia do corpo humano e a interação genótipo e fenótipo. Uma das principais metas da genética humana é entender como as mudanças no DNA dos indivíduos proporcionam o desenvolvimento de doenças. O maior desafio é encontrar as correlações entre genótipo e fenótipo”, disse Pesquero, que é membro da Coordenação de Área - Saúde (Saúde III) da FAPESP.

O pesquisador destacou que o sequenciamento de última geração tem possibilitado grandes avanços e colaborado muito para a evolução da medicina.

“Biologia molecular e estudos genéticos em doenças são determinantes para avanços em triagem e diagnóstico molecular e para o desenvolvimento de novas abordagens terapêuticas e prevenção, auxiliando na qualidade de vida e minimizando processos de doença”, disse.

“Com esse objetivo, estabelecemos um centro de pesquisa e diagnóstico molecular que será uma ferramenta ômica de grande importância para auxiliar na condução dos ‘desafios clínicos’, representando um novo marco para os estudos genéticos e moleculares no Brasil”, disse.

O centro está sendo instalado na Unifesp com apoio da FAPESP.

“Já fazemos o sequenciamento de doença para países de toda a América Latina. Estamos caminhando para a era da genômica personalizada ou, pelo menos, estratificada. Precisamos aprender a ler melhor o material de instruções genético do ser humano”, disse.

Saiba mais sobre a FAPESP Week Montevideo: www.fapesp.br/week2016/montevideo.