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Jornal do Brasil

O desafio, agora, são as proteínas

Publicado em 18 fevereiro 2001

Por DANIELLE NOGUEIRA
O anúncio da primeira análise do DNA humano, segunda-feira passada, revelou que o homem tem apenas um terço dos estimados ,100 mil genes. Engana-se, no entanto, quem acha que o genoma enxuto resulte em menos trabalho para os pesquisadores. O número menor é um indício da complexidade da espécie humana, que com 30 mil genes produz um milhão de proteínas. Desvendar o mistério desta relação é um dos desafios do Projeto Genoma Estrutura que a partir de março, começa a estudar 200 proteínas humanas de bactérias. O projeto é financiado pela 'Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e coordenado pelo Laboratório Nacional de Luz Síncroton (LNLS), em Campinas. Lá, as proteínas serão analisadas para identificação de função e estrutura. Com base nas análises, novos fármacos e defensivos agrícolas poderão ser desenvolvidos. A atenção está voltada para o tratamento contra o câncer e o combate à Xylella fastidiosa, bactéria que ataca os laranjais. Antes pensava-se que cada gene tinha informação para a síntese de uma única proteína. Foi o que a observação de microorganismos ensinou à ciência. No caso do homem, no entanto, essa fábrica opera de forma diferente. Os genes não são homogêneos. Têm regiões que expressam proteínas (éxons) e outras que nada têm a ver com sua produção (ín-trons). "A combinação entre os éxons é o que permite elaborar receitas distintas para unir os 20 aminoácidos existentes e formar proteínas com as mais variadas funções", explica o coordenador e bioquímico Rogério Meneghini. Em 3D - As proteínas são as protagonistas do espetáculo da vida. São elas que comandam a digestão, o transporte de nutrientes pelo corpo e a defesa contra invasores. Se os cientistas conseguirem visualizar sua estrutura tridimensional, vão entender melhor como o organismo funciona. O processo de pesquisa é longo. Genes são clonados e injetados em bactérias, que passam a sintetizar proteínas em grande quantidade. Estas são extraídas, purificadas e, em seguida, cristalizadas. Uma imensa máquina, com 9Í metros de diâmetro, emite raio X sobre os cristais, revelando sua estrutura, aprimorada por modelos computacionais. A luz que sai da máquina, montada no LNLS e única na América do Sul, é a energia liberada pelo choque de elétrons que giram dentro dela. Cada feixe de elétrons emite luz por seis horas. Entre as candidatas a passarem por esse processo, estão algumas proteínas encontradas no câncer de mama pelos pesquisadores do projeto Genoma Humano do Câncer, que trabalham no Seqüenciamento de genes de tumores desde dezembro de 1999. "Durante nossa pesquisa, descobrimos proteínas que, aparentemente estão relacionadas à manutenção do câncer", diz o coordenador Andrew Simpson. Drogas - Ao analisar a estrutura dessas proteínas, novas drogas poderão ser desenhadas para inibir sua ação e impedir a proliferação do tumor. "Não atacaríamos o gene responsável pela doença, mas a proteína fundamental para que ele - cresça", completa Meneghini. No caso da Xylella, o alvo seria outro. A bactéria produz uma goma que lhe permite grudar ao vaso do vegetal por onde passa a seiva. A mesma goma é usada pelo microorganismo para se unir a outras bactérias que infectaram, o laranjal, entupindo os vasos da planta, levando-a à morte! "Se descobrirmos qual a proteína relacionada à produção da goma, poderemos desenvolver um produto que bloqueie sua atividade", ensina a bioquímica Ana Cláudia Rasera da Silva, que participou do Seqüenciamento da bactéria, concluído em 2000. A pesquisa de proteínas é promissora, mas lenta. Meneghini acredita que das 200 selecionadas, a função de apenas 40 terá sido identificada nos próximos dois anos. "Ainda temos que aprimorar as técnicas de cristalização. Com o conhecimento atual, só conseguimos uma taxa de sucesso de 20%", conclui. EXTRATO DE PLANTA ATACA OS PARASITAS Enquanto os pesquisadores do projeto Genoma Estrutural preparam-se para estudar proteínas relacionadas ao câncer, cientistas da Universidade Federal de São Carlos (UFscar) já estão na metade do caminho para o desenvolvimento demovas, drogas contra a doença de Chagas e a leishmaniose. Extrato de plantas brasileiras foram capazes de bloquear a ação de pelo menos duas das proteínas identificações "pelo Grupo de Cristalografia de Proteínas e Biologia Estrutural da universidade. Uma das plantas é a Pilocarpus sbicatus, do mesmo gênero do jaborandi. Testes de laboratórios mostraram que o extrato de vegetal a atividade da DAPGH, isolada pelo físico Glaucius Oliva. A DAPGH é encontrada no Trypanosoma cruzi, parasita causador da doença de Chagas. A proteína foi ao espaço em 3997, numa tentativa de avaliar a influência da ausência de gravidade no processo de cristalização. Transformar as proteínas em ;cristais é fundamental para desvendar sua estrutura. j A outra planta é Esnbeckia febrifuga, a mamoninha, também natural da Mata Atlântica. Compostos químicos da E. febrífuga bloquearam a ação da APRT, proteína associada ao metabolismo do parasita causador da leishmaniose. O próximo passo é testar as substâncias vegetais nas proteínas humanas correspondentes. 'Temos que estar certos de que o extrato só inibe a ação da proteína do parasita para que não cause complicações ao ser humano", diz o biólogo molecular Otávio Thiemann, que integra o grupo de cristalografia da Ufscar. Em seguida, testes em camundongos e primatas serão necessários para avaliar a eficácia do fármaco. Só então virão os testes com humanos nos quais a segurança e a toxicidade serão avaliadas. Os testes com extratos de plantas, conduzidos pelo químico Paulo Cézar Vieira, do Laboratório de Produtos Naturais da Ufscar, só foram possíveis porque a equipe de Otávio identificou a estrutura daquelas proteínas. Os cristais foram levados para o Laboratório Nacional de Luz Síncroton (LNLS), em Campinas, onde a máquina Síncroton bateu um raio X das proteínas, revelando os detalhes de sua estrutura. "Saber a estrutura da proteína é fundamental para desenhar inibidores. Estes se encaixam na pro-; teína do parasita, como a chave na fechadura, e impedem que ela interaja com proteínas humanas. É essa interação que desencadeia a infecção", explica Otávio. Vários extratos vegetais são testados na Ufscar. A equipe de Paulo Cézar tem preferência por duas famílias: Meliaceae, à qual pertence o mogno, e a Rustaceae, que agrupa os cítricos. PRÍON DÁ VACA LOUCA FAZ CLONES Os novos casos de mal da vaca louca na Europa e a briga comercial em torno da venda de gado brasileiro para o Canadá fez da doença um dos assuntos mais falados nos últimos dias. Pouca gente sabe, no entanto, que é uma proteína, o príon, a causadora de toda a confusão. De olho na possibilidade de desenvolver remédios que combatam o mal, o Centro de Tratamento e Pesquisa do Hospital do Câncer, em São Paulo, há quatro anos se dedica à análise do príon. O príon é uma proteína que de uma hora para outra sofre mutação e passa a converter as análogas em mutantes. Essas proteínas lesam os neurônios, provocando demência e perda de memória, além de dissolver partes do cérebro, deixando-o semelhante a uma esponja. Daí o nome científico da doença - encefalopatia espongiforme -, que atinge bovinos (mal da vaca louca), ovelhas (scrapie) e humanos (doença de Creutzfeld-Jacob). A proteína estudada pelo centro paulista é a sadia, encontrada nos neurônios e análoga ao príon. "Estamos estudando como essas proteínas penetram nas células. Quando soubermos a estrutura dos receptores celulares para as proteínas normais, será mais fácil desenvolver drogas para impedir a interação entre estes receptores e os príons", diz a farmacêutica Vilma Regina Martins, que integra o grupo de pesquisa. O príon tem um curioso comportamento. Como não tem DNA para se reproduzir, infecta as células e transforma proteínas sadias em clones seus. Estes infectarão outras células, espalhando a doença. Nos humanos, a encefalopatia se manifesta sob a forma de CJD, mal raro de origem genética que afeta uma em cada 100 mil pessoas e cujos sintomas só aparecem depois dos 40 anos. Recentemente, uma variante da CJD vem sendo associada à ingestão de carne bovina contaminada pelo príon. Embora não se possa confirmar a transmissão entre espécies, mais de 80 pessoas, que comeram a carne de gado contaminado morreram. O QUE O BRASIL ESTÁ FAZENDO O Brasil mantém sete projetos de seqüenciamento e concluiu três, a maioria financiada pela Fapesp. E os projeto Xylella fastidiosa: O genoma da bactéria que ataca laranjais (foto à direita), com 2,7 milhões de pares bases, foi seqüenciado em dezembro de 1999. O projeto teve a participação de 35 laboratórios. Xylella fastidiosa 2: o projeto seqüência os genes da variante da Xylella que ataca os vinhedos da Califórnia. Mais de 20 mil seqüências foram identificadas. Xanthomonas citri: Os 4.500 genes da bactéria foram seqüenciados em 14 meses. Com o dobro de bases da Xylella, a bactéria causa o cancro cítrico. Genoma Humano do Câncer: já produziu mais de um milhão de seqüências genéticas de tumores. A produção colocou o Brasil em segundo lugar no ranking de países produtores de informações genéticas sobre o câncer. Cana-de-açúcar: Em um ano e meio, 60 laboratórios identificaram 80 mil genes relacionados ao metabolismo da planta, a primeira a ser seqüenciada no país. A informação será usada no desenvolvimento de variedades de cana resistentes a pragas. Vírus: Lançado em dezembro de 2000, vai estudar a diversidade genética de quatro vírus (HIV-1; o da hepatite C; o hantavírus e o vírus respiratório sinciçial). Orçado em R$ 8 milhões. Leifsonia xyli xyli: a bactéria contamina as plantações de cana após a colheita. Vinte laboratórios participam do projeto. Gluconacetobacter diazotrophicus: responsável pela fixação de nitrogênio na cana-de-açúcar, a bactéria terá seu genoma seqüenciado por cinco universidades e institutos de pesquisa fluminenses. Estima-se que o microorganismo tenha 5 milhões de bases. Chromobacteríum violaceum: Primeiro projeto federal, a Rede Nacional de Seqüenciamento" do Projeto Genoma Brasileiro conta com 25 laboratórios. A bactéria (foto à esquerda) estudada será usada na produção de polímeros. Parasitas: A Fiocruz estuda o genoma do T. Cruzi (causador, da doença de Chagas), do S. mansohi (esquistossomose) e da Leismania (leishmaniose). O projeto é liderado pela OMS.