Com participação do IFSC/USP – Cientistas brasileiros descobrem composto marinho promissor no combate à malária

(Créditos – “Tripura News Live”)

Estudos recentes revelam que alcaloides derivados de esponjas marinhas são eficazes contra cepas resistentes de malária em testes laboratoriais e com animais

Uma nova esperança no combate à malária pode ter surgido a partir das profundezas do oceano, já que um grupo de pesquisadores brasileiros identificou compostos naturais extraídos de esponjas marinhas com potente ação contra o Plasmodium, protozoário causador da malária. O estudo, publicado na revista “ACS Infectious Diseases”, destaca os alcaloides guanidínicos chamados batzeladinas F e L como candidatos promissores para o desenvolvimento de novos antimaláricos.

O trabalho publicado é resultado de uma colaboração entre cientistas de diferentes instituições brasileiras, que isolaram os compostos a partir da esponja Monanchora arbuscula, coletada no litoral do Brasil e faz parte do projeto temático coordenado pelo Prof. Roberto Berlinck, docente e pesquisador do Instituto de Química de São Carlos (IQSC/USP), no qual o pesquisador do IFSC/USP, Prof. Dr. Rafael Guido, é o pesquisador principal, sendo que ambos assinam a correspondência do artigo científico. No estudo agora publicado, os alcaloides mostraram-se eficazes não só contra cepas sensíveis, mas também contra variantes resistentes do Plasmodium falciparum — o mais letal entre os cinco tipos de parasitas que causam a doença em humanos.

Os compostos estudados apresentaram uma ação rápida e potente, com inibição do parasita em menos de vinte e quatro horas após a exposição. “Esse perfil de ação é comparável ao do artesunato, um dos medicamentos mais utilizados atualmente”, afirma a pesquisadora Giovana Rossi Mendes, primeira autora do estudo, tendo em consideração que, além disso, os compostos exibiram moderada toxicidade em células humanas (linha HepG2) e bons índices de seletividade, um parâmetro importante na avaliação de candidatos a fármacos.

As batzeladinas foram testadas em diferentes estágios do ciclo do parasita e mantiveram sua eficácia tanto em cepas sensíveis quanto em variantes resistentes a medicamentos, como cloroquina e artemisinina. Também foram eficazes contra isolados clínicos de P. falciparum e P. vivax, coletados na região amazônica brasileira, em testes ex vivo. Em modelo in vivo, utilizando camundongos infectados com Plasmodium berghei, o composto batzeladina F reduziu a parasitemia em até 94% e aumentou significativamente a taxa de sobrevivência dos animais.

A proteína PfENT1 e as perspectivas para novos tratamentos

Na busca por entender como os compostos agem no parasita, os cientistas realizaram simulações computacionais que sugerem que as batzeladinas podem atuar inibindo a proteína transportadora de nucleosídeos PfENT1 — essencial para a sobrevivência do Plasmodium. Essa hipótese pode explicar a rápida ação dos compostos e a ausência de resistência cruzada com os medicamentos atualmente disponíveis. Apesar dos resultados animadores, os autores alertam que ainda são necessárias mais pesquisas antes que os compostos possam ser usados em humanos, já que os achados indicam que os derivados de batzeladinas são candidatos promissores para programas de desenvolvimento de novos antimaláricos inspirados na natureza.

O pesquisador do IFSC/USP, Prof. DR. Rafael Guido,  sublinha o fato de o trabalho descrever uma extensa pesquisa que caracterizou uma nova classe de moléculas capaz de matar seletivamente o parasita causador da malária e que foram ativos contra as cepas resistentes também. “O problema de resistência é muito grave em doenças infecciosas, por isso quando uma molécula se mostra ativa em variantes resistentes, como foi neste caso, isso é sempre uma boa notícia. As moléculas foram ativas contra o parasita que causa a forma mais grave da doença (Plasmodium falciparum) e também contra o parasita que é o que causa o maior número de casos no Brasil (Plasmodium vivax)”, sublinha o pesquisador. A malária é um assunto que está sempre em destaque por causar a morte de muitas pessoas, principalmente crianças. Neste contexto, em 2007, a Assembleia Mundial da Saúde, promovida pela Organização Mundial da Saúde (OMS), instituiu o “Dia Mundial da Luta Contra a Malária” (World Malaria Day), celebrado todos os anos no dia 25 de abril.

Prof. Dr. Rafael Guido

O objetivo desse dia é:

* Destacar a necessidade de investimentos e compromisso político para prevenir e controlar a malária;

* Alertar para a malária, uma doença parasitária grave transmitida por mosquitos do tipo Anopheles;

* Enfatizar as barreiras para a equidade em saúde, a igualdade de gênero e os direitos humanos na resposta à malária;

* Promover medidas concretas para ultrapassar essas barreiras;

Recorde-se que a malária é causada por protozoários do gênero Plasmodium, transmitidos pela picada do mosquito Anopheles. Entre os cinco tipos que podem infectar humanos, o Plasmodium falciparum é o mais perigoso, responsável pela maioria das mortes. Os sintomas incluem febre alta, calafrios, dores no corpo e, em casos mais graves, pode levar à morte se não for tratada rapidamente.

Os tratamentos atuais envolvem combinações de medicamentos, como derivados da artemisinina, mas o surgimento de cepas resistentes tem se tornado uma preocupação crescente em todo o mundo, daí que a busca por novas alternativas terapêuticas se tornou uma urgência científica.

Com a resistência a esses tratamentos se expandindo globalmente, esta descoberta reacende o interesse na biodiversidade marinha como fonte de soluções terapêuticas e posiciona o Brasil como um dos protagonistas na corrida por novos medicamentos contra a malária.

Confira AQUI o artigo científico publicado.

Rui Sintra -Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Com participação do IFSC/USP – Novo material ajuda a limpar água contaminada por medicamentos

(Créditos – “European Pharmaceutical Review”)

Tecnologia promete tornar o tratamento de água mais eficiente e sustentável

Uma pesquisa conduzida por um grupo de pesquisadores da USP, que inclui o professor e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Renato Vitalino Gonçalves, resultou no desenvolvimento de um material inovador com potencial para remover, de forma mais eficiente, resíduos de medicamentos presentes na água — com destaque para o paracetamol, um dos analgésicos mais consumidos no mundo.

Os pesquisadores utilizaram um tipo de partículas com estrutura nanométrica, ou seja, extremamente pequenas – cerca de mil vezes mais finas que um fio de cabelo -, a partir de óxido de zinco (ZnO). Esse material já é conhecido por sua capacidade de degradar poluentes por meio da luz solar, num processo chamado fotocatálise.

Mas, o grande diferencial da pesquisa foi o uso de um truque inteligente: os cientistas adicionaram cloro ao material (o que chamam de “dopagem”) e depois aplicaram um processo chamado “lixiviação seletiva” — uma espécie de “lavagem controlada” da superfície dessas partículas, fazendo com que o cloro fosse removido da sua parte externa, já que poderia atrapalhar, mas que permanecesse dentro do material, ajudando a melhorar sua performance.

“Com essa técnica, conseguimos evitar que o cloro atrapalhe a ação do material e ainda aproveitamos os benefícios que ele pode trazer, como melhorar a passagem de eletricidade dentro das partículas”, explica o Prof. André Luiz da Silva, coordenador da pesquisa.

Essa melhoria interna faz com que as partículas consigam degradar o paracetamol com mais eficiência quando expostas à luz ultravioleta (UV). Isso significa que em um sistema de tratamento de água elas podem ajudar a eliminar esse tipo de poluente com mais rapidez e eficácia.

Prof. Renato Vitalino Gonçalves

Além disso, a pesquisa mostra que poder entender onde exatamente os elementos estão dentro das partículas (se na superfície ou no interior) pode fazer uma grande diferença no desempenho dos materiais. Não basta só colocar um ingrediente a mais no material, é preciso saber onde ele está e o que ele está fazendo ali.

A técnica desenvolvida na USP pode ser útil não só para remover paracetamol, mas também outros resíduos de medicamentos e poluentes que hoje estão presentes na água e são difíceis de eliminar pelos métodos convencionais.

O Prof. Renato Vitalino Gonçalves, do IFSC/USP, destaca a importância da técnica de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) na caracterização do material desenvolvido na pesquisa. Segundo ele, a aplicação da XPS foi fundamental para identificar a presença de espécies de cloro (Cl) nas amostras dopadas intencionalmente, evidenciando que, após o processo de dopagem, foi possível detectar a formação de ZnCl2. “Essa observação confirma que o cloro foi efetivamente incorporado à estrutura do óxido de zinco (ZnO), substituindo átomos de oxigênio (O) por átomos de cloro (Cl)”, explica o professor. Ele ressalta, ainda, que a técnica de XPS tem sido uma ferramenta essencial na investigação de estruturas eletrônicas em uma ampla variedade de materiais. “A técnica tem se mostrado uma aliada valiosa na compreensão da composição e do comportamento eletrônico de sistemas complexos”, conclui o Prof. Renato.

Este trabalho foi publicado na revista científica internacional “ACS Applied Nano Materials” (VER AQUI) e contou com os apoios da FAPESP, CAPES, CNPq e do Centro de Inovação em Gás (RCGI).

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Novo estudo revela como fototerapia associada a bactérias pode potencializar a resposta imunológica contra o câncer de pele

(Créditos – “Freepick”)

Um estudo pioneiro em laboratório, realizado por um grupo de pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) e da Texas A&M University (EUA), combinando células tumorais do tipo melanoma, células do sistema imunológico e microrganismos, mostrou que a fotodinâmica é potencializada.

A ideia da pesquisa foi mostrar que se existirem agentes estimulando o sistema imunológico, pode-se eliminar o câncer ainda mais rapidamente ao se usar a técnica de fotodinâmica, fortemente avançada devido aos inúmeros trabalhos realizados no Brasil.

O experimento demonstrou que a combinação de luz, bactérias e células do sistema imune pode ser uma arma poderosa contra um dos mais agressivos tipos de câncer de pele – melanoma. O estudo foi testado em laboratório e comprovou como a terapia fotodinâmica (TFD) pode ser ainda mais eficaz no combate ao melanoma, quando associada a infecções bacterianas controladas.

A técnica de fototerapia dinâmica já é conhecida por utilizar substâncias sensíveis à luz (fotossensibilizadores) que, quando ativadas por luz em um comprimento específico produzem espécies reativas de oxigênio capazes de matar células doentes. Mas, os cientistas foram além: criaram um modelo celular que simula o microambiente tumoral, onde colocaram células de melanoma, macrófagos (um tipo de célula de defesa do organismo) e a bactéria Escherichia coli.

Ao introduzirem a bactéria no ambiente tumoral, os pesquisadores verificaram uma mudança drástica no comportamento dos macrófagos. Sob efeito da luz e do fotossensibilizador, as células de defesa passaram a “acordar”, intensificando sua capacidade de identificar e destruir as células cancerígenas.

A pesquisadora Barbara Detweiler, pós-doutora sob a supervisão do Prof. Vanderlei  Salvador Bagnato e autora principal do estudo, salienta no artigo científico que foi publicado sobre este tema que o mais surpreendente foi perceber que o sistema imune respondia melhor quando todos os componentes estavam juntos – macrófagos, bactéria e a luz ativando a fototerapia.

Outro ponto curioso do estudo foi a descoberta de que a ordem em que cada elemento é introduzido no sistema influencia diretamente os resultados. Quando os macrófagos eram expostos à luz antes da infecção bacteriana, a eficácia diminuía, enquanto que quando a exposição era simultânea, o efeito era potencializado.

Prof. Vanderlei Salvador Bagnato (IFSC/USP) / A&M Texas University

A explicação pode estar no fato de que a bactéria, ao ser atacada, libera substâncias químicas que servem como sinalizadores para o sistema imune agir de forma mais precisa. Esses sinais parecem ser mais efetivos quando são liberados no mesmo momento em que o sistema imune é ativado pela luz.

O ponto alto da pesquisa foi quando os cientistas reuniram os três elementos: melanoma, macrófagos e bactéria Escherichia coli. Nesse cenário, a fototerapia não só aumentou a toxicidade para as células cancerígenas, como também reduziu drasticamente sua sobrevivência, sendo que a resposta coordenada dos macrófagos foi essencial para esse resultado.

Para o docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Vanderlei Salvador Bagnato, que atualmente também trabalha nos laboratórios da A&M Texas University, nos Estados Unidos, e que é coautor do estudo, o achado pode inspirar novas estratégias terapêuticas: “A complexidade do ambiente tumoral muitas vezes é ignorada em estudos simplificados e aqui mostramos que simular essa complexidade pode levar a tratamentos mais eficazes e, portanto, tornar os experimentos de laboratório um pouco mais próximos da realidade”, pontua o pesquisador.

Apesar de ter sido realizado in vitro, ou seja, fora de organismos vivos, o experimento relatado no artigo científico oferece uma base promissora para testes em modelos animais e, futuramente, em humanos. A ideia de usar bactérias inativadas ou modificadas para instigar o sistema imunológico e torná-lo mais eficiente contra o câncer é uma abordagem inovadora que resgata conceitos da imunoterapia do século XIX, agora combinados com alta tecnologia.

Em suma, os cientistas começam a entender melhor como manipular o microambiente tumoral para tornar os tratamentos mais potentes, sendo que “O futuro da terapia contra o câncer pode estar exatamente aí, ou seja, no uso inteligente de luz, bactérias e do próprio sistema imune”, conclui a autora do trabalho.

Segundo o Prof. Vanderlei Bagnato, experimentos com animais envolvendo este novo conceito já estão em elaboração no IFSC/USP e na A&M Texas University. “O sistema imunológico é uma arma poderosa no combate ao câncer e se pudermos realizar isto de forma natural e sem riscos para o paciente, será fantástico”  finaliza o pesquisador.

Confira AQUI o artigo científico relativo a este estudo, publicado na revista científica “Photodiagnosis and Photodynamic Therapy”.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

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