Pesquisadores vinculados ao Centro de Pesquisa e Inovação em Biodiversidade e Fármacos (CIBFar) buscam potenciais antivirais para o tratamento da COVID-19 entre compostos sintéticos e produtos naturais da biodiversidade brasileira, além de realizar estudos voltados ao reposicionamento de fármacos já existentes.
O CIBFar é um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) apoiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) no Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da Universidade de São Paulo (USP).
A ideia é buscar, em diferentes repositórios e banco de dados, compostos químicos capazes de bloquear a ação das chamadas “proteínas não estruturais” do novo coronavírus (SARS-CoV-2), essenciais para a replicação do microrganismo dentro da célula humana.
“Quando o vírus entra na célula, ele começa a fazer cópias de seu próprio material genético (no caso do SARS-CoV-2, um RNA) para poder se multiplicar e avançar pelo organismo infectado. Uma parte do genoma viral produz proteínas da superfície do vírus e também outras 16 proteínas não estruturais, que só aparecem depois que a célula é invadida. Essas moléculas são responsáveis pela replicação do genoma viral. Nosso objetivo é encontrar um composto que ‘grude’ em alguma dessas proteínas não estruturais e, assim, inviabilize a replicação do SARS-CoV-2”, explica Glaucius Oliva, coordenador do CIBFar, à Agência Fapesp.
Colaboração
O projeto multidisciplinar, apoiado pela Fapesp, reúne também pesquisadores do Instituto de Ciências Biomédicas (ICB-USP), dos Institutos de Química de São Carlos (IQSC-USP), da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP-USP), da Universidade Estadual Paulista (Unesp) e da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).
A seleção de compostos está sendo realizada por duas maneiras distintas. Uma é a triagem virtual – por meio de técnicas computacionais, como inteligência artificial, e experimentais, como cristalografia –, que visa analisar a estrutura tridimensional das moléculas. O objetivo é verificar entre os compostos analisados quais têm estrutura química capaz de se encaixar no alvo (as proteínas não estruturais do novo coronavírus) e, portanto, potencial para impedir a replicação viral.
A segunda maneira de seleção envolve ensaios experimentais para avaliar a capacidade das moléculas de inibir as enzimas envolvidas no processo de replicação. Isso só é possível graças à produção recombinante das enzimas virais no CIBFar, entre elas a protease principal do SARS-CoV-2 conhecida como Mpro (enzima que quebra as proteínas codificantes do RNA).
“Já conseguimos, por exemplo, produzir no CIBFar a protease Mpro e estamos fazendo os ensaios de inibição com compostos naturais e sintéticos. O vírus precisa dessa enzima para cortar a longa cadeia de proteínas codificada por seu genoma. Em seguida, cada parte dessa cadeia vai se enovelar e compor o complexo de replicação”, explica o pesquisador.
Moléculas com a capacidade de inibir as enzimas serão validadas em ensaios de invasão e infecção de células humanas pelo novo coronavírus obtido de isolados virais de pacientes brasileiros, realizados no ICB-USP. “O que funcionar, seja no ensaio virtual, seja no ensaio enzimático, precisará ser confirmado em testes in vitro, para só depois passar para testes em animais e, por último, ensaios clínicos em pacientes. Invariavelmente, desenvolver novos fármacos consiste em um processo demorado até que se tenha certeza de sua eficácia e segurança”, diz.
Biodiversidade
Para Oliva, um diferencial do projeto está na triagem de produtos naturais da biodiversidade brasileira, sobretudo pela existência da base de dados do Núcleo de Bioensaios, Biossíntese e Ecofisiologia de Produtos Naturais (NuBBE-DB), que reúne informações sobre a estrutura de mais de 54 mil moléculas naturais. O repositório foi desenvolvido com apoio do CIBFar.
“Evidentemente, uma molécula nunca antes usada como fármaco pode levar de cinco a 10 anos até que se prove a sua eficácia e segurança. Porém, temos algo diferente no Brasil: o acesso a produtos naturais e ao uso de extratos conhecidos pela cultura tradicional”, diz.
Como explica o pesquisador, plantas e microrganismos são importantes fontes de compostos medicinais. Por não terem sistema imunológico nem muita mobilidade, usam compostos químicos como principal arma contra predadores ou invasores.
“Isso quer dizer que, ao longo de milhões ou bilhões de anos [no caso de bactérias e fungos], por seleção natural, foi possível desenvolver vias sintéticas para produzir moléculas protetoras. Como temos uma grande biodiversidade no Brasil e um importante trabalho prévio de identificação, caracterização e catalogação desses compostos, pode ser que sejam encontrados compostos oriundos de produtos naturais capazes de inibir a ação do novo coronavírus”, afirma.
Frentes diversificadas
O projeto também visa orientar o reposicionamento de medicamentos já aprovados para uso humano. Os pesquisadores vão avaliar 1.500 compostos já aprovados pela FDA (Food and Drug Administration, agência que regula medicamentos nos Estados Unidos) e, dependendo da capacidade de realização dos ensaios celulares no ICB-USP, poderão ter acesso a milhares de compostos de bibliotecas da organização internacional Medicines for Malaria Ventures (MMV) e várias outras coleções de projetos que estão em desenvolvimento no estado de São Paulo.
Segundo Oliva, o processo de desenvolvimento de novos fármacos tende a ser encurtado quando moléculas de medicamentos já existentes – que já passaram por todos os testes de segurança necessários – são analisadas para outras indicações. “Essas serão as primeiras moléculas a serem testadas, mesmo que sejam muito raros os exemplos de sucesso no reposicionamento de fármacos”, pontua.
