Três novos compostos químicos sintetizados por cientistas da Universidade de São Paulo (USP) em São Carlos foram testados com sucesso em camundongos no tratamento da fase aguda da doença de Chagas. Testes preliminares confirmam os resultados positivos e, portanto, abrem as portas para o desenvolvimento de novos remédios.
O trio de substâncias tem em comum a capacidade de inibir a atividade da cruzipaína, enzima essencial para a sobrevivência do parasita Trypanosoma cruzi, causador da enfermidade (ele costuma ser espalhado pelo barbeiro, o inseto da imagem acima).
Ao testar os compostos em associação com o remédio de referência benzonidazol, os pesquisadores alcançaram uma taxa de sobrevivência dos animais que variou de 60% a 100%, muito superior aos 10% observados quando o tal benzonidazol foi administrado isoladamente na fase aguda.
“Agora estamos iniciando os testes de farmacocinética, que ajudam a entender como as substâncias são metabolizadas no organismo e permitem determinar a dose ideal e o regime de administração”, contou Carlos Alberto Montanari, coordenador do Grupo de Química Medicinal do Instituto de Química de São Carlos (IQSC-USP).
A pesquisa liderada por Montanari é realizada com apoio da Fapesp desde 2005 – dentro de um programa dedicado à gênese planejada de fármacos. Desde 2014, o grupo tem sido financiado pelo Projeto Temático “Planejamento, síntese e atividade tripanossomicida de inibidores covalentes reversíveis da enzima cruzaína”.
O grupo multidisciplinar é também integrado pelos pesquisadores Andrei Leitão (IQSC-USP), Sérgio de Albuquerque (Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto da USP), Antonio Burtoloso (IQSC-USP), Carolina Borsoi Moraes (Universidade Federal de São Paulo) e Lúcio Freitas Júnior (Instituto de Ciências Biomédicas da USP).
O início das pesquisas
“Tudo começou com a descoberta da cruzipaína. Essa enzima tem duas funções importantes. Primeiro, ajuda o parasita a reconhecer, aderir e invadir a célula do hospedeiro. Após esse processo, ela passa a exercer um segundo efeito: a digestão das proteínas da célula hospedeira”, explicou Montanari, à Agência Fapesp.
Inicialmente, o grupo do IQSC-USP trabalhou no desenvolvimento de uma versão recombinante da cruzipaína, que recebeu o nome de cruzaína. Para isso, os cientistas modificaram geneticamente bactérias da espécie Escherichia coli para que passassem a expressar a cruzaína em grandes quantidades nas culturas mantidas em laboratório.
Feito isso, foi possível iniciar a busca por compostos químicos capazes de inibir a atividade da enzima e realizar os primeiros testes de interação entre as moléculas.
“Analisamos virtualmente mais de 100 milhões de substâncias químicas incluídas em diferentes bibliotecas de moléculas de diversas partes do mundo. Isso só foi possível graças a ferramentas de inteligência artificial do tipo machine learning [aprendizado de máquinas]”, disse Montanari. Munidos de ferramentas computacionais e de informações previamente obtidas sobre a estrutura das moléculas, os pesquisadores selecionaram as substâncias mais promissoras para interagir com a cruzaína e inibir sua função biológica.
Após essa triagem inicial, cerca de 250 compostos químicos foram selecionados e sintetizados pelo grupo do IQSC-USP ao longo de vários anos para os ensaios de interação in vitro (em culturas de células avaliadas no laboratório, sem uso de animais).
Inicialmente, os compostos sintetizados foram testados contra a enzima recombinante. O objetivo foi comprovar que atuavam de fato pelo mecanismo de interação estudado pelos pesquisadores. Os candidatos mais bem-sucedidos foram, em seguida, testados diretamente contra o parasita, também in vitro.
Dos 250 compostos inicialmente triados, cerca de seis chegaram a ser testados em animais.
