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Biologia sintética em favor do coração

Grupo da UFMG estuda método que, por meio de bactérias geneticamente modificadas, alertará sobre riscos de ataque cardíaco grave. Denominado CardBio, o projeto está inscrito em competição mundial do MIT

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postado em 23/09/2013 16:00 / atualizado em 23/09/2013 12:28

Paula Takahashi

Belo Horizonte — Principal causa de morte no mundo desde 2000, as doenças cardiovasculares — como infartos e acidentes vasculares cerebrais (AVC) — vitimaram 17 milhões de pessoas em 2011, segundo os dados mais recentes da Organização Mundial da Saúde (OMS). O peso do problema para a saúde pública foi decisivo para que um grupo de pesquisadores da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) se unisse para propor uma solução capaz de identificar, com antecedência, os riscos de o paciente ter uma síndrome coronariana aguda (SCA).

“Hoje, só se detecta o problema quando a pessoa já passou por algum evento. Depois que ela tem um infarto, são medidos marcadores no sangue como a troponina e a creatina quinase para constatar que o que ocorreu realmente foi um infarto”, explica Clara Guerra Duarte, pós-graduada em bioquímica e uma dos 13 integrantes do grupo multidisciplinar envolvido na pesquisa. A proposta da equipe é desenvolver um prognóstico que possa alertar, com até um mês de antecedência, sobre os riscos de um problema cardíaco grave. “Para isso, vamos usar bactérias geneticamente modificadas”, acrescenta Marianna Kunrath Lima, mestranda do Departamento de Bioquímica e Imunologia da UFMG.

O projeto, batizado de CardBio, é uma das três iniciativas brasileiras inscritas no iGEM, competição mundial de sistemas biológicos geneticamente modificados promovida desde 2003 pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT, na sigla em inglês). “O iGEM foi criado para promover a biologia sintética, que combina biologia e engenharia para projetar e construir novas funções em sistemas biológicos para aplicação em várias áreas”, explica Lima.

O grupo agora corre atrás de patrocinadores para participar da fase eliminatória que ocorre no Chile entre 4 e 6 de outubro. No ano passado, a equipe vencedora apresentou uma bactéria capaz de detectar se a carne está podre. “Quando está imprópria para o consumo, a carne começa a liberar alguns compostos voláteis. A bactéria é sensível a esses compostos e, quando os detecta, muda de cor indicando que está ruim”, conta a aluna de mestrado. A ideia já virou até produto.

A lógica dos pesquisadores da UFMG é parecida com esse processo. Durante a formação das placas ateroscleróticas — acúmulo de gordura na parede das artérias responsável pela redução do fluxo sanguíneo —, são liberados biomarcadores no sangue, à semelhança do que a carne podre faz com os compostos voláteis. “Elegemos três deles como alvo da pesquisa, que são o BNP, o TMAO e o IMA (veja infografia). Nosso objetivo é desenvolver um dispositivo capaz de identificar esses múltiplos biomarcadores e informar se a pessoa está em risco”, explica Duarte.

Sensor de problema
Esse mecanismo de identificação será implantado dentro de uma bactéria. “Vamos alimentá-la com informações. Entre elas, os níveis desses biomarcadores. Ela vai processar e gerar uma saída”, acrescenta a pesquisadora. A opção por três biomarcadores visa a aumentar ainda mais a confiabilidade do resultado. “Nenhum deles é perfeito isoladamente. Se tiver só um aumentado, pode haver outras causas que não sejam necessariamente cardíacas”, observa Lima.

Se a pessoa tem muito TMAO, por exemplo, o biomarcador vai interagir com outras proteínas dentro da bactéria, que culminará em subprodutos. “Na sequência genética da bactéria, há um promotor (responsável por regular a expressão do gene). Quando ele é ativado, faz com que o gene produza uma proteína capaz de reportar o que ocorreu”, explica Lima. Essa proteína é fluorescente e fará com que a bactéria ganhe cor. “Vamos quantificar essa fluorescência por meio de um equipamento chamado de fluorímetro que vai quantificar esse comprimento de onda”, completa a colega.

Cada biomarcador deve gerar uma fluorescência de cor distinta para que possa ser identificado aquele que está alterado. “Se todos eles estiveram alterados simultaneamente, é possível calibrar o fluorímetro para ler cada uma das cores de forma isolada”, prossegue Duarte. A bactéria já está formada e agora passa por ajustes. “Já construímos o dispositivo, colocamos o promotor, a proteína e já estamos fazendo alguns testes in vitro. Temos agora que fazer as especificações dessa máquina biológica.”
 
Prevenção
 Segundo a coordenadora do projeto CardBio e professora do Departamento de Bioquímica, Liza Felicori, identificados os biomarcadores alterados, uma série de medidas poderão ser tomadas para retardar e até evitar o infarto ou a angina, por exemplo. “Poderiam ser feitos exames para identificar se já existe calcificação (nas artérias) e realizadas mudanças comportamentais, como alteração da dieta”, observa. Em relação ao que já existe na área de prognóstico, Felicori acredita que a bactéria trará mais agilidade e precisão ao processo. “Além de um custo reduzido, já que a bactéria seria como uma fábrica”, avalia.

Palavra de
especialista

Iniciativa
relevante


“A proposta não pode ser considerada uma solução única. Se a pessoa tem diabetes, mas não tem o TMAO alterado, por exemplo, ainda assim tem maiores chances de desenvolver problemas. Hoje, os fatores de risco como hipertensão, colesterol elevado, diabetes e tabagismo pesam mais que a presença dos marcadores. Mas a pesquisa é de extrema relevância. Pode ser que, diante das pesquisas, se descubra que um marcador é mais relevante para o prognóstico de doenças cardiovasculares que os fatores de risco mencionados. Será por meio dessas tentativas que isso será desvendado.”

Marcus Bolivar Malachias
, diretor
do Departamento de Hipertensão



da Sociedade Brasileira de
Cardiologia (SBC)
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