Material é fruto de cinco anos de pesquisa do Grupo de Química Medicinal e Biológica do Instituto de Química de São Carlos

Mais de 500 substâncias bioativas serão testadas para eventual uso no combate ao novo coronavírus, causador da enfermidade COVID-19. O material é fruto de cinco anos de pesquisa realizada pelo Grupo de Química Medicinal e Biológica do Instituto de Química de São Carlos (IQSC) da Universidade de São Paulo (USP), voltada ao tratamento da doença de Chagas. Coordenado por Carlos Alberto Montanari, o projeto teve o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

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A possibilidade de que alguma dessas substâncias possa destruir o coronavírus será investigada agora em nova pesquisa coordenada por Montanari: “Planejamento Molecular e Síntese de Inibidores da Principal Protease do Coronavírus SARS-CoV-2 Mpro”. O estudo é apoiado pela Fapesp no âmbito do edital “Suplementos de Rápida Implementação contra COVID-19”.

“Nosso objetivo é encontrar uma substância que seja capaz de inibir a molécula SARS-CoV-2 Mpro, principal enzima que o coronavírus utiliza para se replicar. Se encontrarmos essa substância, teremos um potencial agente antiviral”, diz Montanari à Agência Fapesp.

“O vírus não é um ser vivo. Para se reproduzir, precisa entrar em uma célula e utilizar a estrutura celular como mecanismo de replicação. Nesse processo, as enzimas desempenham um papel-chave, porque são elas que rompem as ligações químicas das moléculas, liberando energia. Nós também dependemos de enzimas para digerir os alimentos”, explica.

“E algumas das enzimas dos vírus são muito parecidas com as nossas. Se conseguirmos inibir a protease Mpro, que é a principal enzima usada pelo SARS-CoV-2, sem inibir as proteases de seres humanos, teremos um caminho para impedir a replicação do vírus. É isso que pesquisadores do mundo inteiro estão procurando”, acrescenta Montanari.

Mecanismo

Testar uma substância em sistemas celulares “vivos” é o que os pesquisadores chamam de ensaio fenotípico. Se o resultado for positivo, o passo seguinte é identificar o mecanismo molecular envolvido no processo, para que as propriedades da substância possam ser otimizadas – um objetivo que também faz parte do projeto.

“São muitas etapas até chegar a um medicamento que possa ser utilizado com segurança pela população”, enfatiza Montanari. “Mas elas são factíveis dentro do elevado grau de rigor científico em desenvolvimento tanto em nosso quanto em outros laboratórios, no Brasil e no mundo”, continua.

Os testes serão realizados pelos pesquisadores Lucio Freitas-Junior e Carolina Borsoi Moraes no laboratório de biossegurança de nível 3 (NB3) do Instituto de Ciências Biomédicas da USP (ICB-USP), em São Paulo.

Nesta fase inicial, o processo inclui a curadoria de ensaios clínicos relacionados à COVID-19, pois há mais de 1.500 estudos em andamento em diferentes países. E também o mapeamento das interações gene-doença-fármaco para identificar medicamentos já usados no tratamento de outras doenças que possam também ser empregados para a COVID-19. “Isso é extremamente importante porque já conhecemos esses medicamentos e sabemos como o organismo humano responde a eles”, explica Montanari.

Sistema digital

O trabalho na fase atual inclui ainda o mapeamento molecular alvo-molécula, utilizando aprendizado de máquinas com emprego de um sistema digital inteligente (IDS). E, também com o emprego de aprendizado de máquinas, o cruzamento de dados e informações entre a biblioteca de substâncias do Grupo de Química Medicinal e Biológica da USP e alvos proteicos e celulares relacionados com a COVID-19.

Outra tarefa que está sendo realizada pelo grupo é a docagem molecular das substâncias da biblioteca na principal enzima do coronavírus, a Mpro. A docagem é um método que prevê a orientação preferencial de uma molécula em relação a outra, quando as duas se ligam para formar um complexo estável.

“Como resultado desses estudos, nosso grupo já identificou nove candidatas inéditas, e as sínteses dessas substâncias estão sendo realizadas”, conclui Montanari.

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