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Publicado em: Folha de S. Paulo (Ciência) em 4 de Outubro de 2018

Cientistas que estudaram evolução de proteínas levam Nobel de Química

Por Phillippe Watanabe

Metade do prêmio vai para americana; a outra metade será dividida entre americano e britânico

SÃO PAULO, SP (FOLHAPRESS) - Três pesquisadores que domaram a evolução --ao menos em escala microscópica-- levaram o Nobel de Química de 2018. Os vencedores foram Frances H. Arnold, dos EUA, George P. Smith, também dos EUA e Gregory P. Winter, do Reino Unido.
Os pesquisadores levaram a evolução para os tubos de ensaio, agilizando-o. Com alterações e seleção genética, eles conseguiram desenvolver proteínas capazes de ajudar a resolver alguns problemas químicos da sociedade, como a produção de combustíveis renováveis.
O anúncio dos vencedores foi feito na manhã desta quarta (3), na Academia Real Sueca de Ciências, em Estocolmo.
Metade do prêmio em dinheiro (9 milhões de coroas suecas, R$ 4,1 milhões) será de Frances Arnold, pesquisadora responsável, em 1993, pela primeira evolução dirigida de enzimas --proteínas que catalisam, ou seja, facilitam reações químicas. Nesse experimento, a melhor enzima obtida 256 vezes melhor do que a original.
A pesquisa de Arnold, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, possibilita a produção de substâncias químicas mais amigáveis do ponto de vista ambiental além da possibilidade de desenvolvimento de combustíveis renováveis menos poluentes.
Frances Arnold é a quinta mulher a ganhar o Nobel de química. A última vencedora foi Ada Yonath, em 2009. Antes delas, nenhuma pesquisadora tinha sido laureada na área desde 1964.
A outra metade do prêmio será dividida entre George Smith, da Universidade do Missouri, e Gregory Winter, do Laboratório de Biologia Molecular MRC.
Smith é responsável pelo desenvolvimento, 1985, de um mecanismo no qual um bacteriófago --vírus que infecta bactérias-- é usado para criar novas proteínas.
Winter, por sua vez, usou esse mecanismo para a evolução dirigida de anticorpos, o que já resultou em novos fármacos. O primeiro medicamento a ser produzido a partir desse método, o adalimumabe (vendido como Humira, da Abbvie) é usado para o tratamento de artrite reumatoide, psoríase e doença inflamatória intestinal.
O mecanismo possibilita a criação de anticorpos que podem neutralizar toxinas, frear doenças do sistema imune e até mesmo tratar câncer metastático com imunoterápicos --área premiada pelo Nobel de medicina deste ano.
Em sua pesquisa, Arnold inseriu mutações nos genes de uma enzima e colocou esse código genético mutante em uma bactéria, que acabou por gerar milhares de variações da enzima original.
O próximo passo do trabalho da pesquisadora consistiu em selecionar as enzimas que eram mais aptas para o fim pretendido --conseguir que a proteína catalisasse reações em meios não aquosos.
Arnold estudava uma enzima que interage com a caseína, uma proteína do leite. A cientista, então, fez testes com a caseína no tipo de solução em que ela gostaria que as enzimas funcionassem. Desse modo, as enzimas mutantes que melhor quebrassem a caseína seriam selecionadas e passariam por novas mutações aleatórias.
Ao fim, o melhor resultado alcançado pela pesquisadora tinha a combinação de dez mutações diferentes."‹
Parte do raciocínio de seleção presente na pesquisa de Arnold é semelhante ao que Smith e Winter desenvolveram em suas pesquisas, mas eles usavam um tipo de "pescaria" para fazer suas seleções.
Smith, primeiramente, teve que desenvolver uma isca molecular: inseriu um gene no DNA de um bacteriófago. O cientista acreditava que a proteína resultante ficaria visível na parte externa do vírus --e o palpite estava certo. Há um mundo de possibilidades a partir do uso de diferentes iscas.
Por fim, o britânico Winter levou a técnica a frente e conseguiu que o local de ligação de anticorpos se manifestasse na área externa do bacteriófago. Foi uma uma revolução farmacêutica, com a possibilidade da seleção de anticorpos com grande afinidade a determinados antígenos --moléculas presentes em organismos invasores e em células tumorais, por exemplo.
"Com essa técnica você aumenta a chance de achar um ligante", diz Paulo Sérgio de Oliveira, pesquisador do Cnpem (Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais). Com o conhecimento já desenvolvido sobre a área, hoje é possível fazer essas varreduras computacionalmente.
Oliveira afirma que no Cnpem são pesquisadas, com técnica similar, formas de diagnóstico de zika e de tratamento de sepse --grave infecção generalizada.
Com a evolução dirigida, também seria possível criar enzimas do zero, que não existem na natureza, diz Fábio Cesar Gozzo, do Instituto de Química da Unicamp. "É uma área que se inspira na natureza, mas na qual conseguimos ir muito além."
Agora restam as láureas da paz, a ser entregue nesta quinta (5), e de economia, que será divulgada na segunda-feira (8).

SÃO PAULO - Três pesquisadores que domaram a evolução -ao menos em escala microscópica- levaram o Nobel de Química de 2018. Os vencedores foram Frances H. Arnold, dos EUA, George P. Smith, também dos EUA e Gregory P. Winter, do Reino Unido.

Os pesquisadores levaram a evolução para os tubos de ensaio, tornando o processo mais rápido e fácil. Com alterações e seleção genética, eles conseguiram desenvolver proteínas que ajudaram a resolver alguns problemas químicos da sociedade, como a produção de combustíveis renováveis.

O anúncio dos vencedores foi feito na manhã desta quarta (3), na Academia Real Sueca de Ciências, em Estocolmo.

Metade do prêmio em dinheiro (9 milhões de coroas suecas, R$ 4,1 milhões) será de Frances Arnold, pesquisadora responsável, em 1993, pela primeira evolução dirigida de enzimas -proteínas que catalisam, ou seja, facilitam reações químicas.

Nesse experimento, a proteína obtida após a análise das mutações era uma enzima 256 vezes melhor do que a original.

A pesquisa de Arnold, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, possibilita a produção de substâncias químicas mais amigáveis do ponto de vista ambiental e pode permitir o desenvolvimento de combustíveis renováveis menos poluentes.

Frances Arnold é a quinta mulher a ganhar o Nobel de Química desde a sua primeira edição, em 1901. A última vencedora foi Ada Yonath, em 2009. Antes delas, não houve pesquisadora laureada na área desde 1964.

A outra metade do prêmio será dividida entre George Smith, da Universidade do Missouri, e Gregory Winter, do Laboratório de Biologia Molecular MRC, em Cambridge, no Reino Unido.

Smith é responsável pelo desenvolvimento, 1985, de um mecanismo no qual um bacteriófago -vírus que infecta bactérias- é usado para criar novas proteínas.

Winter, por sua vez, usou esse mecanismo para a evolução dirigida de anticorpos, o que já resultou em novos fármacos. O primeiro medicamento a ser produzido a partir desse método, o adalimumabe (vendido como Humira, da Abbvie) é usado para o tratamento de artrite reumatoide, psoríase e doença inflamatória intestinal.

O mecanismo possibilita a criação de anticorpos que podem neutralizar toxinas, frear doenças do sistema imune e até mesmo tratar câncer metastático com imunoterápicos -área premiada pelo Nobel de medicina deste ano.

Segundo Sara Snogerup Linse, membro do Comitê do Nobel para Química, Arnold (na área de biocombustíveis) e Winter (com anticorpos) já detêm patentes relacionadas às suas pesquisas.

Em sua pesquisa, Arnold inseriu mutações nos genes de uma enzima e colocou esse código genético mutante em uma bactéria, que acabou por gerar milhares de variações da enzima original.

O próximo passo consistiu em selecionar as enzimas que eram mais aptas para o fim pretendido.

A enzima estudada por ela interage com a caseína, uma proteína do leite. A cientista, então, fez testes com a caseína em uma solução em que ela gostaria que as enzimas funcionassem. Desse modo, as enzimas mutantes que melhor quebrassem a caseína seriam selecionadas e passariam por novas mutações aleatórias.

Ao fim, o melhor resultado alcançado pela pesquisadora tinha a combinação de dez mutações diferentes.

Parte do raciocínio de seleção presente na pesquisa de Arnold é semelhante ao que Smith e Winter empregaram em suas pesquisas, mas eles usavam um tipo de "pescaria" para fazer suas seleções.

Smith, primeiramente, teve que desenvolver uma isca molecular: inseriu um gene no DNA de um bacteriófago. O cientista acreditava que a proteína resultante ficaria visível na parte externa do vírus -e o palpite estava certo.

Por fim, o britânico Winter levou a técnica adiante e conseguiu que o local de ligação de anticorpos se manifestasse na área externa do bacteriófago. Foi uma uma revolução farmacêutica, com a possibilidade da seleção de anticorpos com grande afinidade a determinados antígenos -moléculas presentes em organismos invasores e em células tumorais, por exemplo.

Já em 1994, Winter conseguiu desenvolver anticorpos que conseguiam atacar com grande especificidade células cancerígenas.

Paulo Sérgio de Oliveira, pesquisador do Cnpem (Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais), diz que hoje, na instituição, são pesquisadas formas de diagnóstico de zika e de tratamento de infecção generalizada com técnica similar.

Além da possibilidade de aperfeiçoar o que já existe, com a evolução dirigida é possível criar enzimas do zero, que não existem na natureza, diz Fábio Cesar  Gozzo, do Instituto de Química da Unicamp. "É uma área que se inspira na natureza, mas na qual conseguimos ir muito além, fazer algo melhor do que existe."

A química era a ciência de maior importância no trabalho de Alfred Nobel, inventor da dinamite. Ele também foi responsável pelo desenvolvimento de borracha, couro sintéticos e seda artificial. Nobel registrou 355 patentes em seus 63 anos de vida.

No Prêmio Nobel de Medicina deste ano, James P. Allison e o japonês Tasuku Honjo foram laureados por suas pesquisas relacionadas à imunoterapia -drogas que potencializam o sistema imune contra o câncer.

O Nobel de Física premiou as pesquisas com laser do americano Arthur Ashkin, do francês Gérard Mourou e da canadense Donna Strickland — a terceira mulher a vencer o prêmio de física.

Antes dela, foram premiadas Marie Curie (1903) e Maria Goeppert-Mayer (1963).

Agora restam as láureas da paz, a ser entregue nesta sexta (5), e de economia, que será divulgada na segunda-feira (8).

Já o prêmio de literatura de 2018 teve sua entregua cancelada. Jean-Claude Arnault, uma importante figura no meio cultural sueco e ligado à Academia, foi acusado de assédio e agressão sexual por diversas mulheres e condenado por estupro.