A doença de Chagas, causada pelo parasita Trypanosoma cruzi, afeta cerca de 8 milhões de pessoas no mundo, principalmente na América Latina. Classificada como uma doença tropical negligenciada, atinge sobretudo populações em situação de vulnerabilidade social. Atualmente, não há vacina disponível e os medicamentos utilizados no tratamento podem causar efeitos adversos e apresentam menor eficácia na fase crônica da infecção.Com o objetivo de desenvolver um protótipo de vacina contra o parasita, pesquisadores da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) utilizaram simulações computacionais apoiadas pela infraestrutura de supercomputação do Núcleo de Processamento de Alto Desempenho (NPAD/UFRN) e do Núcleo de Análise de Dados e Inteligência Computacional do Instituto Federal do Rio Grande do Norte (Nadic/IFRN).
O trabalho foi desenvolvido pela doutoranda do Programa de Pós-graduação em Bioquímica e Biologia Molecular (PPgBqQM), Maria Karolaynne da Silva, sob a orientação do professor Jonas Ivan Nobre Oliveira, do Departamento de Biofísica e Farmacologia do Centro de Biociências (DBF/CB) da UFRN. A coorientação foi de João Firmino Rodrigues Neto, do Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas do Centro de Ciências da Saúde (ACT/CCS) da UFRN.
Publicado na revista Biotechnology and Applied Biochemistry, o estudo envolveu uma série de análises para identificar fragmentos de proteínas do parasita, chamados epítopos, com potencial para estimular o sistema imunológico a reconhecê-lo e combatê-lo.Os pesquisadores selecionaram epítopos de duas proteínas do T. cruzi: a ASP-2, associada à fase amastigota, quando o parasita se multiplica no interior das células do hospedeiro, e a gp82, relacionada à fase tripomastigota, envolvida na invasão das células.
Ao reunir, em uma única molécula, epítopos associados a essas duas etapas do ciclo do parasita, a estratégia busca estimular respostas imunológicas tanto contra a invasão das células quanto contra a fase intracelular do T. cruzi. Essa abordagem diferencia o estudo de grande parte das pesquisas na área, que costuma se concentrar em apenas uma das fases do parasita.
Após a seleção dos epítopos, os pesquisadores construíram virtualmente uma proteína com potencial vacinal. A estrutura foi composta por 38 epítopos e um total de 724 aminoácidos, incluindo espaçadores, pequenas sequências utilizadas para separar e organizar os diferentes componentes, e adjuvantes, responsáveis por potencializar a resposta do sistema imune.
Em seguida, os pesquisadores realizaram simulações relacionadas à produção da proteína em bactérias e, por meio de análises feitas em computador, avaliaram como o sistema imunológico poderia responder após diferentes doses. Os resultados indicaram potencial para a formação de memória imunológica.
Estimativas computacionais subsequentes indicaram que a vacina poderia apresentar cobertura populacional de aproximadamente 62% na América Latina, chegando a cerca de 90% na América do Sul.O uso de ferramentas de bioinformática permitiu selecionar previamente características consideradas promissoras antes de avançar para a etapa experimental.
“Isso é especialmente importante para doenças negligenciadas, que recebem pouco investimento, porque o retorno financeiro é baixo. Com simulações, chegamos ao laboratório já com uma candidata bem caracterizada, reduzindo tempo e custo”, afirma o professor Jonas Nobre.
Trabalho desenvolvido pela doutoranda do PPgBqQM, Maria Karolaynne da Silva, sob a supervisão dos professores Jonas Ivan Nobre Oliveira e João Firmino Rodrigues Neto – Foto: Jonas Ivan
Além dos resultados científicos, o trabalho reforça a atuação da UFRN em pesquisas desenvolvidas em colaboração internacional. O estudo reuniu pesquisadores da Malásia, de Bangladesh e da Arábia Saudita, em articulação com o International Council of Molecular Modeling and Translational Research, no qual o professor Jonas atua como um dos diretores científicos globais.
A pesquisa contou ainda com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).
Os próximos passos envolvem levar a candidata a vacina das simulações computacionais para os testes experimentais, inicialmente, em culturas celulares e, posteriormente, em modelos animais, além de investigar o desempenho da estratégia diante da diversidade genética do parasita, que apresenta diferentes cepas circulando entre regiões.
Essas etapas deverão avaliar se a resposta imunológica prevista por computador se confirma em sistemas biológicos e se a candidata é capaz de oferecer proteção contra a infecção pelo parasita causador da doença e orientar eventuais ajustes em sua composição.
Fonte: NPAD/UFRN; Texto: Everton Félix; Imagem destaque: Magnific/Gerada com o Magnific; Edição: Paiva Rebouças; Revisão: Rebeca Ribeiro.
A doença de Chagas, causada pelo parasita Trypanosoma cruzi, afeta cerca de 8 milhões de pessoas no mundo, principalmente na América Latina. Classificada como uma doença tropical negligenciada, atinge sobretudo populações em situação de vulnerabilidade social. Atualmente, não há vacina disponível e os medicamentos utilizados no tratamento podem causar efeitos adversos e apresentam menor eficácia na fase crônica da infecção.
Com o objetivo de desenvolver um protótipo de vacina contra o parasita, pesquisadores da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) utilizaram simulações computacionais apoiadas pela infraestrutura de supercomputação do Núcleo de Processamento de Alto Desempenho (NPAD/UFRN) e do Núcleo de Análise de Dados e Inteligência Computacional do Instituto Federal do Rio Grande do Norte (Nadic/IFRN).
O trabalho foi desenvolvido pela doutoranda do Programa de Pós-graduação em Bioquímica e Biologia Molecular (PPgBqQM), Maria Karolaynne da Silva, sob a orientação do professor Jonas Ivan Nobre Oliveira, do Departamento de Biofísica e Farmacologia do Centro de Biociências (DBF/CB) da UFRN. A coorientação foi de João Firmino Rodrigues Neto, do Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas do Centro de Ciências da Saúde (ACT/CCS) da UFRN.
Publicado na revista Biotechnology and Applied Biochemistry, o estudo envolveu uma série de análises para identificar fragmentos de proteínas do parasita, chamados epítopos, com potencial para estimular o sistema imunológico a reconhecê-lo e combatê-lo.
Os pesquisadores selecionaram epítopos de duas proteínas do T. cruzi: a ASP-2, associada à fase amastigota, quando o parasita se multiplica no interior das células do hospedeiro, e a gp82, relacionada à fase tripomastigota, envolvida na invasão das células.
Ao reunir, em uma única molécula, epítopos associados a essas duas etapas do ciclo do parasita, a estratégia busca estimular respostas imunológicas tanto contra a invasão das células quanto contra a fase intracelular do T. cruzi. Essa abordagem diferencia o estudo de grande parte das pesquisas na área, que costuma se concentrar em apenas uma das fases do parasita.
Após a seleção dos epítopos, os pesquisadores construíram virtualmente uma proteína com potencial vacinal. A estrutura foi composta por 38 epítopos e um total de 724 aminoácidos, incluindo espaçadores, pequenas sequências utilizadas para separar e organizar os diferentes componentes, e adjuvantes, responsáveis por potencializar a resposta do sistema imune.
Em seguida, os pesquisadores realizaram simulações relacionadas à produção da proteína em bactérias e, por meio de análises feitas em computador, avaliaram como o sistema imunológico poderia responder após diferentes doses. Os resultados indicaram potencial para a formação de memória imunológica.
Estimativas computacionais subsequentes indicaram que a vacina poderia apresentar cobertura populacional de aproximadamente 62% na América Latina, chegando a cerca de 90% na América do Sul.
O uso de ferramentas de bioinformática permitiu selecionar previamente características consideradas promissoras antes de avançar para a etapa experimental.
“Isso é especialmente importante para doenças negligenciadas, que recebem pouco investimento, porque o retorno financeiro é baixo. Com simulações, chegamos ao laboratório já com uma candidata bem caracterizada, reduzindo tempo e custo”, afirma o professor Jonas Nobre.
Trabalho desenvolvido pela doutoranda do PPgBqQM, Maria Karolaynne da Silva, sob a supervisão dos professores Jonas Ivan Nobre Oliveira e João Firmino Rodrigues Neto – Foto: Jonas Ivan
Além dos resultados científicos, o trabalho reforça a atuação da UFRN em pesquisas desenvolvidas em colaboração internacional. O estudo reuniu pesquisadores da Malásia, de Bangladesh e da Arábia Saudita, em articulação com o International Council of Molecular Modeling and Translational Research, no qual o professor Jonas atua como um dos diretores científicos globais.
A pesquisa contou ainda com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).
Os próximos passos envolvem levar a candidata a vacina das simulações computacionais para os testes experimentais, inicialmente, em culturas celulares e, posteriormente, em modelos animais, além de investigar o desempenho da estratégia diante da diversidade genética do parasita, que apresenta diferentes cepas circulando entre regiões.
Essas etapas deverão avaliar se a resposta imunológica prevista por computador se confirma em sistemas biológicos e se a candidata é capaz de oferecer proteção contra a infecção pelo parasita causador da doença e orientar eventuais ajustes em sua composição.
Fonte: NPAD/UFRN; Texto: Everton Félix; Imagem destaque: Magnific/Gerada com o Magnific; Edição: Paiva Rebouças; Revisão: Rebeca Ribeiro.