O cientista que ‘ressuscita’ moléculas de Neandertal para encontrar novos antibióticos

Dec 30, 2023

“Estaremos morrendo de infecções bacterianas resistentes a antibióticos nos próximos 10 a 20 anos”, diz a geneticista Edith Heard. A Organização Mundial da Saúde (OMS) há muito que alerta para a ameaça representada pelos microrganismos imunes aos tratamentos medicamentosos existentes, que até ao ano 2050 matarão cerca de 10 milhões de pessoas todos os anos – ultrapassando a letalidade do cancro. Uma das pessoas na linha de frente da batalha contra a resistência aos antibióticos é César de la Fuente, vencedor do Prémio Princesa de Girona pela investigação científica e professor de bioengenharia na Universidade da Pensilvânia. De la Fuente combina inteligência artificial e o conhecimento e experiência de sua equipe de pesquisa, o Machine Biology Group, para descobrir e analisar milhares de moléculas com potencial antibacteriano. A equipe procura espécimes que salvam vidas em compostos naturais, como veneno de vespa, ou no próprio mapa de proteínas do corpo humano. E agora, no antigo ADN dos nossos antepassados ​​Neandertais e Denisovanos, “ressuscitamos” moléculas perdidas pelo Homo sapiens ao longo da nossa evolução.

Existem mais células bacterianas no corpo do que células humanas. Entre os atributos mais relevantes das bactérias – os organismos mais abundantes do planeta, responsáveis ​​por tudo, desde a geração da placa dentária até à manutenção da fertilidade da terra – está a sua capacidade de desenvolver resistência aos antibióticos. Este feito impressionante, porém, ameaça a vida de milhões de pessoas.

A equipe de De la Fuente está em busca de compostos para responder a este desafio. Analisando o proteoma – o conjunto completo de proteínas do corpo – esses pesquisadores descobriram 2.603 peptídeos (moléculas compostas de aminoácidos) com funções biológicas não relacionadas ao sistema imunológico, mas possuindo características anti-infecciosas.

De la Fuente, 37 anos e natural da cidade portuária espanhola de A Coruña, está incluído na lista dos 50 melhores espanhóis premiados da Forbes e foi reconhecido como um pesquisador distinto pela American Chemical Society e pelo Massachusetts Institute of Technology. Sua equipe, explica ele, trabalha com um processo conhecido como “desextinção”, ou recuperação de compostos do passado que não existem mais. “Desenvolvemos um algoritmo para explorar o proteoma humano como fonte de antibióticos e encontramos muitas dessas sequências, que chamamos de peptídeos criptografados”, diz ele. “Isso nos levou a postular que essas sequências foram produzidas ao longo da evolução e desempenharam um papel no sistema imunológico para nos defender de agentes invasores ou infecciosos, como bactérias. Então decidimos investigar o proteoma dos nossos ancestrais mais próximos, que são os Neandertais e os Denisovanos.”

O proteoma de base foi tornado público graças à investigação de Svante Pääbo sobre ADN ancestral, que ganhou o Prémio Nobel do ano passado por identificar a genética de humanos extintos. “O que fizemos”, diz De la Fuente, “foi desenvolver um algoritmo para explorar estes dados – estes proteomas humanos – para ver se conseguíamos encontrar antibióticos codificados nas proteínas”.

De la Fuente diz que o conceito foi inspirado no filme Jurassic Park. “A ideia do filme era trazer organismos inteiros – os dinossauros – de volta à vida. Mas isso coloca muitos problemas éticos, ecológicos e técnicos. Hoje, não temos informações genômicas suficientes para ressuscitar um dinossauro. Em vez disso, tivemos a ideia da extinção molecular: em vez de ressuscitar um organismo inteiro, estamos a tentar reviver moléculas do passado para nos ajudar a resolver problemas atuais, como a resistência aos antibióticos.”

A pesquisa da equipe, publicada na revista Cell Host & Microbe e revisada pela Nature, utiliza informações genômicas e proteômicas do DNA mitocondrial, com a ajuda de um algoritmo desenhado pela equipe e o uso de inteligência artificial, para encontrar moléculas que possam ser utilizadas. como potenciais antibióticos.

“O momento mais fascinante foi quando ressuscitamos as moléculas usando um método conhecido como síntese química em fase sólida”, diz De la Fuente. “Usamos o código que o computador nos fornece sobre aminoácidos com capacidade antibiótica para fazer as máquinas sintetizarem quimicamente as moléculas.”