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Modelagem molecular: dos algoritmos aos fármacos |
O que o desenvolvimento de algoritmos tem a ver
com a criação de um novo fármaco? Tudo a ver,
se estivermos falando do trabalho do professor
Laurent
Emmanuel Dardenne e do Grupo de Modelagem Molecular
de Sistemas Biológicos do Laboratório Nacional de
Computação Científica (LNCC), em Petrópolis, Rio de
Janeiro. O professor Dardenne tem graduação em Física
pela Universidade de Brasília (1992), mestrado em
Física pela Universidade de Brasília (1995) , doutorado
em Ciências Biológicas (Biofísica) pela Universidade
Federal do Rio de Janeiro (2000) e pós-doutorado pelo
Laboratório de Avaliação e Síntese de Substâncias
Bioativas Faculdade de Farmacia (2001). Atualmente
atuando é Tecnologista Pleno 2 do Laboratório Nacional
de Computação Científica (LNCC). Com experiência na
área de Biofísica, com ênfase em Biofísica Molecular,
ele vem atuando principalmente nos trabalhos relacionados
à Propriedades Eletrostáticas, Cisteíno Proteinases,
Calculos
ab initio, Expansões Multipolares
Multicentradas, Catálise Enzimática e Papaína.
Em entrevista ao
IVFRJ On Line, o professor
Dardenne fala de seu trabalho e esclarece como o Grupo
de Modelagem Molecular está ajudando a criar novos
fármacos.
Do que trata o seu trabalho?
O Grupo de Modelagem Molecular de Sistemas Biológicos
do LNCC Laboratório Nacional de Computação Científica
(GMMSB) é um grupo de pesquisa multidisciplinar envolvendo
físicos, biólogos, engenheiros, matemáticos, e profissionais
da área de computação, que tem como foco principal
o desenvolvimento de programas, novos métodos e algoritmos
que sejam úteis para as áreas de Química Medicinal
e Biologia Estrutural. As grandes linhas de pesquisa
do grupo estão associadas ao desenvolvimento de novas
metodologias de
docking receptor-ligante que
possam prever tanto o modo de ligação quanto a afinidade
de uma molécula ligante quando esta interage com o
sítio receptor de uma proteína, ao desenvolvimento
de novas metodologias para predição por primeiros
princípios (sem a utilização de conhecimento empírico
sobre o sistema) de estruturas de proteínas, ao desenvolvimento
de um campo de força polarizável baseado em cálculos
quânticos
ab initio e também no uso de técnicas
de bioinformática e modelagem comparativa para através
do estudo do genoma do parasita
Tripanosoma cruzi
tentar identificar possíveis novos alvos moleculares
para o desenvolvimento de um tratamento quimioterápico
para a Doença de Chagas.
Desde quando este trabalho se desenvolve e em
que etapa ele se encontra?
O trabalho se desenvolve desde o ano 2000. Atualmente,
podemos dizer que conseguimos desenvolver uma primeira
geração de algoritmos genéticos bastante eficientes
e robustos tanto para a predição do modo de ligação
de um receptor dentro de um sítio ativo de um receptor
proteico quanto para a previsão de estruturas de pequenas
proteínas.
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| A primeira versão dos programas que utilizam
estes algorítmos se encontra em fase de finalização
para que possamos disponibilizá-los para a comunidade
acadêmica. |
Estamos também finalizando o desenvolvimento do banco
de ligantes "LASSBio Ligand Data Bank - LLDB" cujo
intuito é construir uma ferramenta computacional,
a ser utilizada em um ambiente web restrito, que permita
organizar, profissionalizar e potencializar o uso
das informações associadas aos mais de mil ligantes
já sintetizados pelo Laboratório de Avaliação e Síntese
de Substâncias Bioativas - LASSBio/Faculdade de Farmácia,
da UFRJ.
Quais os principais resultados esperados?
Esperamos que como resultado de nossa pesquisa possamos
disponibilizar para a comunidade científica brasileira
ferramentas computacionais que tenham a capacidade
de prever resultados que possam ser confirmados em
ensaios experimentais e que consequentemente possam
potencializar pesquisas em áreas como a de desenho
racional de fármacos e engenharia de proteínas. Adicionalmente,
é importante ressaltar que o GMMSB também tem como
um dos seus principais objetivos a formação de recursos
humanos com um perfil multidisciplinar, tendo já organizado
no LNCC três versões bi-anuais de uma escola de caráter
nacional de modelagem molecular e tem uma forte atuação
no programa de pós-graduação multidisciplinar em modelagem
computacional do LNCC.
Que impactos tais resultados terão para a sociedade?
O desenvolvimento de métodos computacionais que sejam
úteis para a predição teórica de estruturas de proteínas
e para o desenho racional de novos fármacos possui
uma importância estratégica bastante relevante e constituti
uma área de grande impacto científico, tecnológico
e econômico. A opção de se desenvolver metodologias
próprias, além de contribuir para a formação de recursos
humanos qualificados, possui a grande vantagem de
permitir a incorporação de novas abordagens (tanto
teóricas quanto computacionais) que venham a ser descritas
na literatura ou que venham a ser propostas por pesquisadores
que utilizem os programas. O objetivo é permitir que
outros grupos de pesquisa do país possam adquirir
e utilizar o conhecimento gerado a um custo praticamente
zero (sem a necessidade de investir milhares de dólares
em programas pagos e renovações de licença para uso
de softwares já adquiridos).
A pesquisa é apoiada por algum financiamento?
De quanto e de onde?
A pesquisa é apoiada por projetos financiados pela
FAPERJ e CNPq. Até o momento recebemos o financiamento
de cerca de R$ 185.000,00 associados a quatro projetos:
Projeto Temático - FAPERJ; Primeiros Projetos - FAPERJ;
Projeto PRONEX-LNCC em Modelagem Computacional - CNPq/FAPERJ
e Projeto Milênio INOFAR: Inovação e Desenvolvimento
de Novos Fármacos e Medicamentos - CNPq.
Além do LNCC, existem outras instituições envolvidas
no trabalho?
Temos colaborações muito estreitas com o
LASSBio
(Laboratório de Avaliação e Síntese de Substâncias
Bioativas) da Faculdade de Farmácia/UFRJ, com grupos
do
IBCCF
(Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho) da UFRJ,
com o
PROCC
(Programa de Computação Científica) e com
DBBM
(Departamento de Bioinformática e Biologia Molecular)
da FIOCRUZ, além de colaborações com pesquisadores
da UFRRJ e PUC/DF.
