Como cientistas ‘caçam’ na Amazônia moléculas que podem virar esperança contra o câncer

Reza a lenda que o açaípequeno fruto roxo escuro que brota de uma palmeira, surgiu para um povo indígena amazônico durante uma crise de alimentos e o salvou da fome. Agora, o fruto dá nome ao Centro Avançado de Pesquisa e Inovação Biotecnológica da Amazônia Orientalque busca abrir caminhos na produção de medicamentos — além de aplicações em mais áreas, como agricultura, transportes e cosméticos — a partir da floresta.

O projeto Iwasa’i — açaí em um dos troncos da língua tupi — reúne 17 instituições, a maioria da Amazônia, e tem apoio do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), ligado ao Ministério da Ciência e Tecnologia, e da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). A ideia é estruturar o laboratório-sede, que fica na Universidade Federal do Pará (UFPA), e facilitar o acesso de cientistas locais a estruturas de ponta, a exemplo do Sirius — o acelerador de partículas brasileiro —que fica no CNPEM.

Os pesquisadores do Iwasa’i estão colhendo agora os frutos da primeira expedição do projeto, feita em 2021, no Parque Estadual do Utinga, um verdadeiro quintal urbano no coração de Belém, que muito em breve sediará a Conferência das Nações Unidas sobre as Mudanças Climáticas (COP-30).

Em artigo publicado na revista científica Espectro de Microbiologia, Sociedade Americana de Microbiologia (ASM)eles relatam como, a partir de poucas gramas de solo, identificaram que a maioria das moléculas, cerca de 62%, produzidas por apenas três bactérias, eram desconhecidas e, mais: as análises apontam que essas substâncias têm potencial antitumoral e antibiótico. Além disso, parecem ter descoberto uma nova espécie de bactéria — o manuscrito está em preparação para publicação em revista científica.

“Nesse primeiro trabalho, conseguimos justamente mostrar isso: o potencial inexplorado (da Amazônia). Tem muita molécula desconhecida”, diz Ana Carolina Favacho Miranda de Oliveira, pesquisadora pós-doutora do Laboratório de Engenharia Biológica do Parque de Ciência e Tecnologia Guamá e autora principal do estudo.

“Não esperávamos encontrar uma espécie nova, muito menos na primeira expedição no solo amazônico”, comenta Daniela Trivella, coordenadora de Descoberta de Fármacos do Laboratório Nacional de Biociências, do CNPEM, que fez parte da pesquisa.

Novas expedições já foram feitas em outras partes da região, como a Ilha de Marajó e os arredores de Santarém. Além da diversidade de espécies no solo, também há interesse nos rios, lagos e mangues.

A natureza é o antídoto

Talvez você ache estranho que cientistas busquem medicamentos em substâncias químicas (moléculas ou metabólitos) produzidas por microrganismos, como bactérias e fungos. Afinal, geralmente eles são justamente os inimigos que queremos combater. Mas, como diz o ditado, “é na hora do aperto que a gente conhece o amigo” — e, neste caso, esses micróbios podem ser grandes aliados.

Pense assim: na natureza, bactérias e fungos produzem moléculas para se comunicar, defender seu território e sobreviver em meio a uma intensa competição. É como se estivessem em uma constante “guerra química”. E o que funciona como arma contra outros microrganismos pode, para nós, humanos, se tornar um antídoto.

Potencial contra tumores

Nesse sentido, fica mais fácil entender o potencial dessas moléculas contra outras bactérias (antibióticos) e fungos (antifúngicos). Mas como elas podem agir contra o câncer?

Essas moléculas interferem no crescimento, na reprodução e até na morte dos concorrentes. O câncer, de forma simples, acontece quando as células perdem o controle sobre esses processos essenciais — crescimento, reprodução e morte —, mecanismos relativamente conservados ao longo da evolução. Por exemplo, muitos fungos são eucariotos — ou seja, têm um núcleo definido, assim como as células humanas.

“A natureza é o melhor químico que existe”, resume Daniela. Segundo a pesquisadora, dos cerca de 2 mil fármacos em uso no mundo, cerca 68% vêm dela — vale dizer, é claro, que grande parte deles precisa passar por modificações para o consumo humano: historicamente, em só 6% dos casos, a molécula natural já era, por si só, um bom fármaco.

Por ora, a maioria dessas substâncias foi descoberta na natureza de outros lugares que não do Brasil — não porque a nossa não seja promissora, somos um dos países que mais publica sobre moléculas da biodiversidade, mas os cientistas apontam para uma falta de investimento consistente para investigar mais locais e para que as descobertas virem medicamentos.

“Não conhecemos as moléculas da biodiversidade brasileira ainda”, fala Daniela. Se a fauna e a flora amazônicas ainda são pouco conhecidas, a biodiversidade microscópica do bioma — bactérias, fungos e outros microrganismos invisíveis — permanece como uma “matéria escura”, diz ela.

Natureza criativa

“Os químicos são criativos, mas não tanto quanto a natureza. Entre a década de 1990 e a primeira década dos anos 2000, tivemos um declínio muito grande de moléculas novas sendo aprovadas como medicamentos. Elas não estavam funcionando também. Algumas sim, mas não tanto quanto as naturais”, conta Daniela.

Agora, por conta de uma série de desenvolvimentos tecnológicos — especialmente devido às ciências ômicas —, os olhos se voltam novamente para a natureza, e, em termos de maturidade científica, vivemos em um novo Brasil.

Uma nova era do desenvolvimento de fármacos se desenha, e o Brasil “tem a faca e queijo na mão” para aproveitá-la, segundo Daniela. “Estamos em um cenário que nos permite fazer esses desenvolvimentos no País. É uma questão de juntarmos nossos bons cientistas, tecnologias, políticas públicas e investimento para catalisar essas descobertas”, diz Daniela.

Ciência em ‘larga escala’

O pulo do gato veio com as possibilidades das ciências ômicas, também chamadas de “ciência em larga escala” — pois buscam ir do micro ao macro, medindo tudo simultaneamente, até o nível molecular. O conceito delas não é exatamente novo, remonta aos anos 1990, mas elas só se tornaram viáveis devido a avanços tecnológicos recentes e se difundiram na última década.

Na visão dos cientistas, elas ajudam a evitar que a maioria das moléculas descobertas se perca no “vale da morte” e permitem buscar soluções na natureza sem desmatar, tornando a ciência mais sustentável.

O sufixo ômica se junta ao objeto do estudo em questão, em uma miscelânea de possibilidades. No estudo liderado por Ana Carolina, recorreu-se tanto à genômica, que estuda os genes — não um só, mas o genoma completo —, quanto à metabolômica, que investiga os metabólitos — outras possibilidades, por exemplo, são a proteômica (proteínas) e a lipidômica (lipídios).

A primeira etapa foi ir até o Parque Estadual do Utinga e recolher amostras de solo, de poucas gramas, de pontos de interesse (perto de árvores, solo seco, úmido etc). A partir disso, no laboratório, separam um grama e o espalham e diluem numa placa de Petri — um recipiente raso e cilíndrico, normalmente de plástico ou vidro, que simula o ambiente natural e permite que os microrganismos se multipliquem.

Eles selecionam os microrganismos de interesse — neste caso, foram selecionadas três bactérias — e extraíram o DNA deles — talvez você lembre da escola, aquelas sequências de A, T, C e G, que guardam os segredos da informação genética que determina as características e funções de um organismo. Esse, por sua vez, vai ser transferido para um sequenciador — foi justamente essa uma das tecnologias que tornou as ômicas possíveis —, que, de certa forma, lê essas “letras” por meio de sinais químicos, luminosos ou elétricos.

Para a metabolômica, as bactérias foram colocadas em diferentes meios líquidos — pense numa espécie de “sopa nutritiva” —, onde elas liberam suas moléculas. Técnicas de extração foram utilizadas para isolá-las, e elas vão para um aparelho chamado espectrômetro de massas — que basicamente “pesa” essas substâncias e as quebra em vários pedaços, chegando a uma espécie de “código de barras”, que permite entender a estrutura delas.

Unindo esses dois tipos de análise, a equipe conseguiu informações não só das moléculas que a bactéria produz, mas também da sequência no DNA que sintetiza a enzima que produz a substância.

Como pode-se imaginar, isso gera um grande volume de dados e é aí que entra a bioinformática: é preciso trabalhá-los e compará-los com informações de bancos de dados com contribuições de cientistas de todo o mundo.

Assim, é possível entender se trata-se de uma molécula nova e, ao mesmo tempo, observar se ela apresenta similaridades com outras já existentes, o que permite dizer, como na pesquisa de Ana Carolina, se ela tem potencial para se tornar um antibiótico, antitumoral ou antifúngico.

Esse tipo de informação revoluciona e expande as possibilidades do estudo de microrganismos. Cerca de 90% delas não crescem em laboratório. E mesmo as que crescem podem não produzir as mesmas moléculas que fazem no ambiente natural.

Hoje, ao combinar o conhecimento genético com técnicas de clonagem, como a CRISPR/Cas9 — a chamada “tesoura genética” —, é possível transferir o trecho do DNA responsável pela produção da molécula de interesse para outro microrganismo que cresce bem em laboratório, facilitando o estudo.

Isso também permite tornar esse tipo de pesquisa ainda mais sustentável. “Uma vez que você encontra essas moléculas, não precisa voltar na natureza para poder continuar extraindo. Podemos clonar a informação genética em laboratório e fabricá-las em larga escala”, explica Rafael Azevedo Baraúna.

Soberania nacional

A missão dos pesquisadores do Iwasa’i é urgente: envolve questões de saúde, econômicas e ambientais, em uma verdadeira corrida contra o tempo.

Hoje, a indústria farmacêutica brasileira ainda se concentra na produção de genéricos — ou seja, espera o fim das patentes para reproduzir moléculas criadas fora do país — e grande parte dos medicamentos é importada, com um déficit comercial de cerca de US$ 20 bilhões por ano, segundo Daniela.

“Somos muito dependentes do resto do mundo”, afirma Daniela. E isso não é bom. “Na pandemia, isso ficou claro: em situações de emergência, não somos os primeiros a receber os medicamentos de que precisamos.” E os cientistas são unânimes: não se trata de “se” haverá uma nova pandemia, mas de “quando”.

As mudanças climáticas também têm cada vez mais promovido a perda de ecossistemas, e, com eles, se vão também informações químicas. “Muitos dos produtos químicos que a gente está pesquisando hoje podem não estar mais disponíveis no futuro, simplesmente porque o grupo de microrganismos que os produz vai desaparecer ou vai ficar muito pouco presente no ambiente”, alerta Baraúna.