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Publicado em: 26/11/2013

Método automatizado facilita desenvolvimento de fármacos

Vilma Homero

 

Divulgação / IOC/Fiocruz

Schistosoma mansoni em formato espiralado, o que já é        uma alteração provocada pela adição do fármaco praziquantel.

Helmintos formam um grupo bastante amplo. Abrangem desde parasitos como Ascaris lumbricoides, a popularmente conhecida lombriga, ao Schistosoma mansoni, o responsável pela esquistossomose. Atualmente, desenvolver fármacos que os eliminem leva os pesquisadores a estudos sobre a forma e o padrão de movimentação desses parasitos, sob a influência de determinada substância. É uma avaliação feita visualmente pelo pesquisador. Isso implica análises subjetivas, que podem chegar a resultados diferentes. Sem contar que, por ser manual, essa triagem termina sendo bastante lenta. Mas como acelerar esse processo? Pensando numa forma de automatizar essa análise, o farmacêutico Floriano Paes Silva Junior, do Laboratório de Bioquímica de Proteínas e Peptídeos, do Instituto Oswaldo Cruz, que também é Jovem Cientista do Nosso Estado, da FAPERJ, propôs um novo modo de desenvolver novos fármacos contra doenças parasitárias. "Trata-se de empregar uma metodologia capaz de identificar moléculas ativas contra helmintos; no caso, o Schistosoma mansoni", resume.

Por seu potencial inovador em buscar caminhos para os grandes desafios da saúde, o projeto acaba de conquistar recursos da Fundação Bill e Melinda Gates para seu desenvolvimento, ao propor a elaboração de uma plataforma automatizada para triagem de fármacos contra helmintos. Isso quer dizer, na verdade, o uso de dois recursos importantes, empregados de forma complementar: um microscópio automatizado e um algoritmo, a ser elaborado pela equipe, capaz de identificar e interpretar tanto as alterações morfológicas quanto as mudanças de mobilidade que cada substância em teste provoca sobre o parasito. "No entanto, a plataforma poderá ser empregada para avaliar a atuação de novas substâncias sobre quaisquer outros parasitos macroscópicos e sem qualquer tipo de marcação química", explica o pesquisador. E ainda com outra vantagem: a possibilidade de se testar várias substâncias candidatas a fármacos num mesmo experimento. É o que os pesquisadores chamam de "alta vazão", ou seja, a possibilidade de realizar vários testes em um curto espaço de tempo. "Poucos grupos no mundo usam este tipo de análise para helmintos. O nosso será um deles", acrescenta.

Como explica Floriano, hoje, os parasitos são analisados em cultura e comparados a um grupo de controle. A partir das possíveis alterações observadas – seja em sua morfologia, seja em sua movimentação –, é possível dizer se, e até que ponto, a substância em teste tem realmente atuação sobre eles. "Como essas análises são à base de inspeção visual, o resultado termina sendo suscetível a erro. Além disso, se torna impossível testar muitas substâncias num mesmo experimento."

Com o microscópio automático, o que se está propondo é a obtenção de dados a partir da análise de imagens de mais de 90 amostras de uma única vez. Os dados são gerados dessas imagens por meio do emprego de um algoritmo, capaz de interpretar as alterações identificadas. Os dados gerados vão quantificar a ação dos fármacos em teste. "Tanto a captação de imagens quanto sua análise serão feitas de forma automática e objetiva, sempre sob os mesmos parâmetros. Isso já afasta qualquer tipo de subjetividade nas análises", afirma o pesquisador, que também coordena a Plataforma de Bioensaios e Triagem de Fármacos do Instituto Oswaldo Cruz (IOC) .

Para isso, será preciso desenvolver um algoritmo capaz de analisar o que acontece com o parasito a partir de imagens. "Será preciso treinar esse software a identificar o que é o padrão normal e o que são as alterações de morfologia e de movimento. Os algoritmos fazem isso a partir de inteligência artificial. Eles aprendem o que é o comportamento normal e o quanto a substância em teste está desviando o parasito desse comportamento. Isso leva também a uma maior confiabilidade no resultado do experimento."

Segundo o pesquisador, além de analisar se realmente tem ação e como determinado fármaco atua, o método poderá indicar a dosagem necessária para eliminar parasitos na forma adulta, a mais nociva ao organismo humano. Floriano Paes pretende também a princípio analisar 640 moléculas aprovadas pelo Food and Drug Administration (FDA), dos Estados Unidos, para um estudo de reposicionamento de fármacos. Além disso, outra possibilidade que está entre os objetivos do pesquisador é a formação de um banco de dados com informações sobre a atuação de fármacos já conhecidos, que poderão ser correlacionados ao padrão de ação de novas moléculas. "Será uma forma de gerar hipóteses sobre o mecanismo de atuação dessas novas substâncias", fala o pesquisador.

O pesquisador está buscando parcerias para desenvolver o projeto. "Outro ponto importante é que a FAPERJ assinou convênio, via Conselho Nacional das Fundações Estaduais de Amparo à Pesquisa (Confap), com a Fundação Gates para conceder um auxílio complementar para o projeto. Boa parte de todos esses recursos será para contratar bolsistas para a manipulação do parasito, assim como especialistas de computação." O que é endossado pelo diretor científico da Fundação, Jerson Lima Silva, que acrescenta: "Em parceria com a Fundação Gates, a FAPERJ, por meio do Confap, está concedendo valor igual ao da premiação, exatamente como um modo de duplicar os recursos e aumentar as chances de sucesso do projeto, que é realmente bastante inovador."