Pesquisas desvendam funções de proteínas
presentes em venenos de cobras
Pesquisa: "Estudos estruturais de fosfolipases de venenos de serpentes e aldose redutases de milho por cristalografia e SAXS"
Autor: Marcelo Leite dos Santos
Compostos reduzem inflamações
A veterinária Fabiana Vieira Fonseca, doutora pelo Instituto de Biologia (IB) da Unicamp, encontrou em um grupo de enzimas denominadas fosfolipases A2 (FLA2) uma fonte de inspiração especial para a possível aplicação de compostos polifenólicos de plantas sobre a ação tóxica de determinados venenos de serpentes, no caso a Crotalus durissus, a cascavel. A pesquisadora, que foi orientada em sua tese de doutorado pelo professor Marcos Hikari Toyama, da Unesp Campus Experimental do Litoral Paulista, apontou que essas fosfolipases, ao serem submetidas ao tratamento com determinados compostos polifenólicos (componentes naturais extraídos de uma variedade de plantas), no caso derivados de cumarinas, reduziram o seu efeito inflamatório, a agregação plaquetária (coagulação sanguínea), a miotoxidade (que produz lesões de fibras musculares esqueléticas), a citotoxicidade (morte celular induzida) e a neurotoxicidade (produção de um efeito venenoso ou letal sobre o tecido nervoso).
A pesquisadora e o seu orientador vislumbram nestes achados a possibilidade de empregar compostos polifenólicos sintéticos em ações biológicas para que seus efeitos medicamentosos possam ser melhor explorados em nível enzimático e molecular. Toyama explica que as fosfolipases A2, além de seu poder enzimático atuando na digestão de lipídios, possuem uma importante função de controle de determinadas atividades celulares. No caso das FLA2 isoladas de veneno de serpentes, estas proteínas podem desencadear processos patológicos significativos.
O estudo de Fonseca foi feito com amostras de FLA2 isolada do veneno de Crotalus durissus rurima e da Crotalus durissus cumanensis, provenientes do norte do país. Segundo a pesquisadora, são exemplares que vivem no Amazonas e em região próxima à Venezuela. A escolha recaiu sobre estas serpentes pelo fato de terem sido ainda pouco investigadas, inversamente aos estudos com o veneno da Crotalus durissus terrificus, outra subespécie que já foi alvo de muita atenção. O objetivo era avaliar a capacidade dos compostos polifenólicos em inibir a ação tóxica de enzimas fosfolipases A2 presentes nos venenos.
Fonseca diz que muitas das atividades farmacológicas do veneno podem estar direta ou indiretamente ligadas à atuação enzimática da molécula ainda que, em estudos comparativos da estrutura dessas FLA2, todas tenham a mesma plataforma molecular. Estudando agregação plaquetária em particular, a pesquisadora verificou que o tratamento com os compostos polifenólicos reduziu fortemente a agregação induzida pela FLA2 não tratada. Para Toyama, a gênese está, provavelmente, na modificação de alguns aminoácidos, que podem induzir mudanças estruturais e funcionais da FLA2.
A investigação de Fonseca integra um grupo de pesquisa formado por especialistas da Unesp, Universidade Presbiteriana Mackenzie e Universidade Federal de São Paulo, coordenado por Toyama, que está desenvolvendo vários trabalhos que tiveram como ponto de partida o estudo de alguns compostos isolados da natureza. A veterinária, no caso, optou por compostos sintéticos e por isso sua pesquisa envolveu prospecção, análise da ação antiveneno e a possibilidade de síntese, retirando da natureza os compostos polifenólicos para isolá-los com o intuito de utilizá-los, abrindo espaço para os compostos sintéticos em laboratório.
Neste grupo, relata Toyama, são abordados os efeitos de alguns componentes naturais encontrados em plantas, que são os polifenólicos. Estes compostos têm uma função muito importante no organismo – proporcionar algumas qualidades diferenciadas às plantas. Podem, inclusive, auxiliar na polinização ajudando na disseminação das sementes, na inter-relação de plantas (alopatia) e na defesa.
Eventualmente, descreve o coordenador, os seres humanos podem ter acesso a estes componentes por meio da dieta alimentar, através da ingestão de sementes, de frutas e de folhas. "Então esta ingestão fará a incorporação desses compostos polifenólicos na nossa dieta, o que pode representar um ganho de qualidade", comenta. Como podemos medir esta melhoria? Estes compostos são capazes de trabalhar celularmente de forma a aumentar as defesas antioxidantes do organismo. "Temos um conjunto de enzimas para gerar energia e outros compostos, como os radicais livres", contextualiza. Estes radicais livres em altas concentrações, esclarece, podem induzir uma alteração fisiológica e estrutural das células. "Em algumas situações, a produção desses compostos suplementa a ação das enzimas antioxidantes, que tem a função de neutralizar os radicais livres, os quais podem, às vezes, resultar em danos e morte celular."
Segundo Toyama, estudos recentes sugerem que os compostos polifenólicos também têm uma ação como fitoestrógenos, fortes aliados nas terapias de reposição hormonal, promovendo o melhoramento de algumas enzimas e de algumas proteínas. "Então basicamente partimos de uma questão dentre os antioxidantes, a Medicina Ortomolecular, para uma questão de Nutricêutica e Cosmocêutica – compostos que são coadjuvantes no melhoramento celular e no trabalho de função do organismo", afirma.
O grupo de pesquisa tentará agora entender a ação dos compostos polifenólicos como anti-inflamatório, categoria de fármacos que tem em comum a capacidade de controlar a inflamação e a dor. Havendo um processo inflamatório (que se trata de algo natural em resposta a algum patógeno ou injúria celular) no qual será ativado um conjunto de enzimas, enfatiza Toyama, uma delas a ser prontamente cogitada será a fosfolipase A2. É que ela gera um composto oriundo de sua ação sobre os fosfolipídios de membranas que produzirá o ácido aracdônico (mediador químico). "Este ácido, por sua vez, seguirá a chamada cascata da inflamação", ressalta.
Mas para avançarem os achados sobre esses compostos, o ponto chave encontrado pelo grupo será decifrar o seguinte: "já que os polifenoides são capazes de atuar nessas enzimas fosfolipases A2 e podem inibir ou atenuar o efeito da inflamação indesejada, então qual seria o efeito desses compostos sobre a atividade de algumas outras enzimas presentes em outros organismos?".
Toyama realça que as fosfolipases A2 fazem parte da fisiologia e que atuam na degradação dos fosfolipídios da dieta. Esta é a sua função fisiológica, salienta. Ocorre que, em outros organismos como serpentes ou dos insetos, estas mesmas enzimas podem ter uma atuação como toxinas. Além dessa atividade enzimática, têm seu potencial farmacológico. "Este estudo tenta abordar os efeitos desses compostos antioxidantes sobre a ação dessas enzimas que são encontradas em outros animais, inclusive peçonhentos, como a abelha, a qual pode induzir ao edema de glote", refere. No entanto, antes de chegar à aplicação desses achados, muitas outras pesquisas deverão ser feitas a fim de conhecer todos os aspectos que envolvem a FLA2.
Outro trabalho do grupo está relacionado a compostos isolados de plantas. A ideia é formar expertise em algumas nuances que não se consegue compreender sozinho, posto que o assunto é muito complicado", relata o coordenador. A pesquisa de Fonseca, graduada pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), contou com o apoio da farmacêutica Verônica Soares Gomes, que estudou a estrutura e a função dos compostos polifenólicos, e da bióloga Camila Cotrim, que estudou a biologia estrutural desses compostos, ambas graduadas pela Unesp-Araraquara.
Gomes, que integra o grupo de Toyama desde 2007, destaca a atividade antiagregante. No mercado, informa, existe hoje somente um tipo de antiagregante: que é o ácido acetilsalicílico, o AAS; e um anticoagulante, a heparina, ou varfarina. "Com a pesquisa da Fonseca, notou-se que estes compostos poderão ser transformados em medicamento antiagregante plaquetário e comercializados por indústrias interessadas nesta ação." O trabalho de doutorado de Gomes abordará a atividade de uma planta, a Tithonia diversifolia, que emprega seus extratos contra o veneno total e a fração de FLA2 da Bothrops e da Crotalus.
Descoberta a atividade de inibir a FLA2 e havendo interesse de desenvolver um novo medicamento, os próximos passos serão estabelecer se o produto será uma pomada ou um injetável e realizar estudos toxicológicos. "O mais importante foi retirar da própria natureza essas possibilidades", conta Toyama.
Um dos pontos fortes do grupo, realça ele, é tentar aliar novos conhecimentos a essa linha. Cotrim, por exemplo, está envolvida numa parceria com a Universidade Federal do Ceará (UFC) para descrever a ação molecular do composto polifenólico sobre a FLA2. Nesta fase ocorre o teste de docking, uma técnica que obtém a molécula da FLA2. Busca-se inserir no contexto espacial como seria a ação deste composto através do cálculo de energia, inversão de energia e interação de interfaces, chegando à inserção do composto polifenólico na FLA2.
O docking, conforme Cotrim, foi fundamental porque já haviam especulações de como esta molécula iria se ligar à proteína. A pesquisa mostrou onde ocorrem as prováveis interações e quais os tipos de interação. A partir daí, especulou-se como isso modificaria as atividades. A priori, com o emprego dos flavonoides (antioxidantes de origem vegetal), notou-se uma diminuição em determinadas atividades farmacológicas. "Este estudo ajuda a entender porque isso está acontecendo estruturalmente e porque ela se ligou justamente nesta região. Saber como os sítios da enzima são relevantes e quais são, o tipo de flavonoide, o tipo de ligação e como ela influirá na diminuição ou não de alguma atividade farmacológica são de inestimável valor."
Toyama defende que, do ponto de vista acadêmico, esses trabalhos devem apontar para o potencial de modificação de algumas proteínas; desvendar o mecanismo de ação anti-inflamatória desses compostos, já que existe uma forma de mecanização deles; e ampliar o conhecimento. "Começamos com uma proposta modesta de fazer alguns exames enzimáticos e farmacológicos, porém faltavam vários pontos a serem esclarecidos, como esta mecânica de ação dos compostos polifenólicos", afirma. Outras etapas devem levar às modelagens químicas e moleculares, aliadas às observações experimentais.
Como último ponto, Toyama esclarece que estes estudos caminham na direção de permitir a síntese mais apurada de alguns compostos naturais já determinados. Assim, no lugar de sintetizar uma série de compostos, seriam sintetizados apenas alguns, economizando no processo de descoberta de novas moléculas ativas."
Pesquisa: "Modificação estrutural de PLA2 de Crotalus durissus ruruima e Crotalus durissus cumanensis com p-bromofenacil e cumarinas sintéticas: caracterização bioquímica e biológica. Estudo da agregação plaquetária e efeito edematogênico"