Objeto
de estudo feito na Unicamp, actinobactérias são importantes produtores
de metabólitos secundários, moléculas que podem dar origem a diversos
tipos de fármacos (Wikimedia)
Especiais
Pesquisadores buscam novos antibióticos em bactérias no solo
11/01/2012
Por Karina Toledo
Agência FAPESP – Na esperança de descobrir moléculas com
potencial para se tornarem drogas imunossupressoras, anticancerígenas ou
antibióticas, pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas
(Unicamp) têm se dedicado ao estudo de um grupo de microrganismos
existente no solo conhecido como actinobactérias.
A pesquisa, intitulada “Explorando a biodiversidade brasileira para a obtenção de produtos naturais ‘não naturais’”,
é coordenada por Luciana Gonzaga de Oliveira, professora do Instituto
de Química, e tem apoio da FAPESP por meio do Programa Jovens
Pesquisadores em Centros Emergentes.
Oliveira explica que as bactérias existentes no solo e os fungos são
os maiores produtores de moléculas conhecidas como metabólitos
secundários.
Ao contrário do que o nome possa sugerir, essas moléculas são
essenciais para a sobrevivência dos microrganismos, pois fazem parte dos
processos de crescimento, desenvolvimento e reprodução. Além disso,
muitos metabólitos secundários apresentam propriedades bioativas, ou
seja, podem ser usados no desenvolvimento de fármacos.
“A maioria dos metabólitos secundários com potencial terapêutico foi
descoberta na era de ouro dos antibióticos – entre 1944 e 1972 – e deu
origem a medicamentos que usamos até hoje, como a eritromicina e a
rapamicina”, explicou a pesquisadora.
Mas as pesquisas diminuiram à medida que se tornou mais difícil
encontrar novas moléculas promissoras. Desde então, poucos antibióticos
foram desenvolvidos – a grande maioria são variações de fármacos
descobertos há mais de 50 anos. As bactérias patogênicas, por outro
lado, foram se tornando resistentes a várias classes de drogas
existentes.
A esperança para reverter esse quadro sombrio veio com o avanço e
barateamento das técnicas de mapeamento genético, de acordo com
Oliveira. Muitas equipes investiram no sequenciamento total do genoma de
várias actinobactérias. Descobriram então a presença de genes
associados à produção de metabólitos secundários ainda não conhecidos.
“Percebeu-se que o potencial biossintético dessas linhagens é
subestimado. Esses microrganismos possuem um verdadeiro maquinário para
produzir metabólitos que pode ser explorado. Com a informação do genoma,
é possível prever a estrutura desse metabólito e assim estimar o
potencial do microrganismo em sintetizar os alvos de interesse”,
explicou.
A equipe coordenada por Oliveira está particularmente interessada em
dois tipos de metabólitos: os policetídeos reduzidos e os peptídeos não
ribossomais, que possuem inúmeras atividades farmacológicas. Essas
moléculas são sintetizadas por um grupo de proteínas e complexos
enzimáticos conhecidos como policetídeo sintase (PKS) e peptídeo não
ribossomal sintetase (NRPS).
“Equipes de pesquisa ao redor do mundo têm investido em aproximações
guiadas pelo genoma para a identificação de novos metabólitos. No
Brasil, possuímos uma diversidade riquíssima em termos de fauna, flora e
também de microrganismos, mas temos poucos grupos empenhados em
desenvolver pesquisas dessa natureza, que poderiam impulsionar a
descoberta de novas drogas”, afirmou Oliveira.
Sequenciamento
Em vez de sequenciar todo o genoma das actinobactérias estudadas – o
que atualmente é inviável por causa do custo – o grupo da Unicamp está
mapeando os fragmentos genéticos responsáveis pela produção das enzimas
PKSs e NRPSs. Dessa forma, é possível estimar o potencial biossinético
de diversas linhagens de actinobactérias, entre elas a Streptomyces.
Inicialmente, os pesquisadores investigaram 15 linhagens de
bactérias. Depois, o número foi expandido para 80. Com o objetivo de
concentrar esforços nos organismos mais promissores, aplicaram outros
testes que ajudam a identificar a presença de PKSs e NRPSs. Desse modo,
conseguiram escolher duas linhagens para estudo mais aprofundado.
“Os estudos envolvem a identificação dos metabólitos produzidos em
condições de cultivo em laboratório e também daqueles que não são
produzidos, muitas vezes porque o sistema de expressão gênica não está
sendo ativado nessas condições”, contou Oliveira.
A pesquisadora ressalta que todo o trabalho seria facilitado e as
previsões seriam feitas com mais agilidade se houvesse possibilidade de
se fazer o sequenciamento total do genoma dos microrganismos.
“Queremos, em um futuro próximo, sequenciar essas duas linhagens
completamente. Essas informações trariam resultados de maior impacto e
permitiriam um progresso notável nessa área de pesquisa, tornando o país
competitivo internacionalmente”, disse.
Oliveira conta que o custo estimado do mapeamento completo do genoma
de um microrganismo está em torno de R$ 30 mil. “Estamos tentando nos
reunir com outros grupos que também tenham interesse nessa área para
investir no sequenciamento de vários microrganismos da nossa
biodiversidade”, disse.
O projeto envolveu, até o momento, a participação de um aluno de
mestrado e seis alunos de iniciação científica. Resultados parciais
foram apresentados em congressos nacionais e internacionais, entre eles o
da Sociedade Brasileira de Química e o Simpósio Ibero-americano de
Química Orgânica