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Ajude um time internacional de pesquisadores a combater o Vírus Zika
By: Dr. Carolina Horta Andrade
Universidade Federal de Goiás, Brazil
19 mai 2016   

Summary
O vírus Zika era relativamente desconhecido até 2015, quando teve destaque nas manchetes de jornal devido a sua rápida disseminação e à ligação com deficiências cerebrais graves em recém-nascidos de mães que contraíram o vírus durante a gravidez. A Dra. Carolina Horta Andrade, pesquisadora chefe do novo projeto OpenZika, discute como ela e uma equipe internacional de pesquisadores estão usando o World Community Grid para acelerar a busca por um tratamento eficaz contra o Zika.


Dra. Carolina Horta Andrade, pesquisadora chefe do novo projeto OpenZika

Introdução

Poucas pessoas tinham ouvido falar do vírus Zika antes de 2015, quando ele começou a se espalhar rapidamente nas Américas, particularmente no Brasil. O vírus é transmitido principalmente por mosquitos Aedes aegypti, embora a transmissão sexual e pelo sangue também sejam possíveis. Uma porcentagem atualmente desconhecida de mulheres grávidas que contraíram o vírus Zika deram à luz a crianças com uma doença chamada microcefalia, que resulta em graves problemas no desenvolvimento cerebral. Em outros casos, adultos e crianças que contraíram o vírus Zika sofreram paralisia e outros problemas neurológicos. Atualmente, não existe nenhum tratamento ou vacina para o vírus Zika. Dado que o Zika se tornou rapidamente uma preocupação de saúde pública internacional, minha equipe e eu estamos trabalhando com pesquisadores aqui no Brasil, bem como nos Estados Unidos, para procurar possíveis tratamentos, e nós estamos usando o World Community Grid para acelerar nosso projeto.

Contexto

O mundo está cada vez mais alarmado em relação ao vírus Zika, e com razão. Até pouco tempo, havia pouca pesquisa sobre a doença, mas, nos últimos meses, ela tem sido associada a deficiências cerebrais graves em algumas crianças, bem como a potenciais problemas neurológicos em crianças e adultos. Como uma cientista e cidadã do Brasil, país que tem sido muito afetado pelo Zika, estou comprometida com essa luta. Mas eu e minha equipe vamos precisar da ajuda dos voluntários do World Community Grid para utilizar o poder computacional em larga escala necessário para a nossa busca por um tratamento para o Zika.

Sou professora da Universidade Federal de Goiás (UFG), no Brasil, e diretora do LabMol, laboratório que busca por tratamentos para doenças negligenciadas e para o câncer. Meu campo de atuação é a química medicinal e computacional, com ênfase em descoberta e design de medicamentos para doenças negligenciadas. Eu comecei a trabalhar nesta área pois estas são doenças que não interessam às empresas farmacêuticas, uma vez que afetam principalmente as populações marginalizadas em países subdesenvolvidos e em desenvolvimento. No entanto, estas doenças são altamente debilitantea e, para a maioria delas, não há nenhum tratamento medicamentoso adequado. O Brasil é vulnerável a uma série de doenças negligenciadas, como a dengue, malária, leishmaniose, esquistossomose, entre outras. Meu maior desejo é encontrar tratamentos para melhorar a vida de milhares de pessoas em todo o mundo que sofrem destas doenças.

Em 2015, eu comecei um projeto em colaboração com o Dr. Sean Ekins, farmacologista com vasta experiência em pesquisa, para focar no desenvolvimento de modelos computacionais para identificar compostos ativos contra o vírus da dengue, que é uma doença séria transmitida por mosquitos encontrados no mundo todo. Estes compostos ativos podem se tornar candidatos para medicamentos antivirais. Estamos agora na fase de seleção de compostos para o início de testes de laboratório. Em janeiro de 2016, quando a epidemia de vírus Zika no Brasil tornou-se alarmante, Sean e eu decidimos expandir nossa pesquisa e incluímos o vírus Zika em nosso trabalho, uma vez que as duas doenças são da mesma família de vírus.


Dr. Sean Ekins, CEO, Collaborations Pharmaceuticals, Inc.

O Dr. Sean convidou a mim e outros colaboradores para escrever um artigo científico, que foi publicado no início de 2016, sobre a necessidade de disseminar a busca de medicamentos para o vírus Zika. Este trabalho chamou a atenção do ilustrador científico John Liebler, que queria produzir uma imagem completa do Zika. Estamos utilizando a ilustração que ele criou (mostrada abaixo) como layout para o projeto OpenZika.


Image copyright John Liebler, www.ArtoftheCell.com. Todos os direitos reservados. Utilização com permissão.

O interesse do John inspirou-nos para tentar modelar todas as proteínas do vírus Zika, o que nos levou em seguida a escrever um artigo inovador sobre modelos de homologia de todas as proteínas do vírus Zika. (Modelos de homologia são representações computacionais, tridimensionais, de proteínas dentro de um organismo e são úteis quando a estrutura de uma proteína não é conhecida experimentalmente, que é o caso do vírus Zika.)

Equipe de pesquisadores do OpenZika

Depois que Sean e eu começamos nosso trabalho sobre o vírus Zika, ele me apresentou ao World Community Grid. Sean também colaborou com o Dr. Alexander Perryman, da New Jersey Medical School da Universidade Rutgers, anteriormente pesquisador no The Scripps Research Institute, onde ele desempenhou um papel fundamental em dois projetos do World Community Grid: Fight AIDS@Home e GO Fight Against Malaria. Sean e Alex são os dois pesquisadores que estão comigo a frente do projeto OpenZika.


Dr. Alexander Perryman, co-investigador principal e Dr. Joel Freundlich, colaborador, Rutgers University New Jersey Medical School

A equipe de pesquisa também inclui meus colegas da UFG, Dr. Rodolpho Braga, Dra. Melina Mottin e Dr. Roosevelt Silva; Dr. Jair L. Siqueira-Neto, da Universidade da Califórnia, San Diego; Dr. Wim Degrave, da Fundação Oswaldo Cruz, no Brasil, que já está trabalhando com o World Community Grid no projeto Uncovering Genome Mysteries, entre outros.


A equipe da UFG inclui Dr. Rodolpho Braga, Dra. Carolina Horta, Dra. Melina Mottin e Dr. Roosevelt Silva (não incluídos na imagem).

Este grande grupo de colaboradores indica que a equipe tem todo um conjunto de habilidades e experiência necessário para realizar esta pesquisa de ponta a ponta, pois alguns dos pesquisadores são especialistas em modelagem computacional, enquanto outros têm uma vasta experiência de laboratório.

Nossos objetivos

O projeto OpenZika no World Community Grid tem como objetivo identificar fármacos com potencial para tratar pessoas infectadas com o vírus Zika. O projeto vai usar um software para rastrear milhões de compostos químicos comparativamente às proteínas que o vírus Zika provavelmente usa para sobreviver e se espalhar no corpo humano. Isso será feito com base no que já é conhecido em doenças similares, tais como o vírus da dengue e da febre amarela. A medida em que aumenta o conhecimento científico em relação ao vírus Zika nos primeiros meses do projeto, e as proteínas-chave são identificadas, a equipe do OpenZika usará os aprendizados para refinar a busca.

Nosso trabalho no World Community Grid é apenas o primeiro passo de um projeto maior para descobrir uma nova droga capaz de combater o vírus Zika. Em seguida, vamos analisar os dados obtidos a partir da avaliação virtual do World Community Grid para escolher os compostos que se mostrarem mais promissores. Depois de selecionar e testar os compostos que poderiam ser eficazes em matar o vírus Zika, iremos publicar nossos resultados. Assim que provarmos que alguns dos compostos podem realmente matar ou incapacitar o vírus em testes baseados em células, nós e outros laboratórios poderemos modificar as moléculas para aumentar a sua potência contra o vírus, garantindo que estes compostos modificados sejam seguros e não-tóxicos.

Nós estamos comprometidos com a publicação de todos os resultados ao público, assim que forem concluídos, para que outros cientistas podem ajudar a promover o desenvolvimento de alguns destes compostos ativos em novos medicamentos. Esperamos que o OpenZika inclua uma segunda etapa, onde poderemos realizar triagens virtuais de muitos outros compostos.

Sem esta pesquisa - e outros projetos que estão estudando o vírus Zika - esta doença poderia tornar-se uma ameaça ainda maior devido à rápida propagação do vírus por mosquitos, pelo sangue e pela transmissão sexual. A ligação entre o vírus Zika em mulheres grávidas e distúrbios cerebrais graves em crianças poderia impactar uma geração que teria um número maior de pessoas com sérias dificuldades neurológicas.

E sem os recursos do World Community Grid, utilizando apenas os recursos do nosso laboratório, nós seríamos capazes de rastrear apenas alguns milhares de compostos ou levaríamos anos para rastrear milhões de compostos em comparação a todas as proteínas do Zika. Isso limitaria sobremaneira nosso potencial para a descoberta de medicamentos.

Contando com a ajuda dos voluntários do World Community Grid, teremos a possibilidade de avaliar computacionalmente mais de 20 milhões de compostos apenas na fase inicial (e, potencialmente, até 90 milhões de compostos em fases futuras). Assim, a execução do projeto OpenZika no World Community Grid nos permitirá expandir a escala do nosso projeto, e isso vai acelerar a taxa de obtenção de resultados em direção a uma droga antiviral para o Zika.

Ao trabalhar em parceria e fazer a abertura do nosso trabalho para a comunidade científica, muitos outros pesquisadores do mundo também serão capazes de seguir adiante com moléculas potencialmente promissoras, acelerando nosso progresso em vencer o surto de Zika.



Para contribuir com o OpenZika, faça parte do World Community Grid ou, se você já é um voluntário, certifique-se de que projeto está selecionado na seção "Meus Projetos".

Este artigo também está disponível em Espanhol e Inglês.


 


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Dr. Carolina Horta Andrade
Universidade Federal de Goiás, Brazil