Produção, validação estrutural e funcional do fator neurotrófico BDNF e de pró-isoformas recombinantes com ênfase no transtorno depressivo

• Processo: 23/05079-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2025
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Farmacologia - Farmacologia Bioquímica e Molecular
• Pesquisador responsável: Renê de Oliveira Beleboni
• Beneficiário: Renê de Oliveira Beleboni
• Instituição Sede: Universidade de Ribeirão Preto (UNAERP). Campus Ribeirão Preto. Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Ana Lucia Fachin Saltoratto ; Mozart de Azevedo Marins ; Rodrigo Guerino Stabeli ; Suzelei de Castro França
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/14919-0 - Produção, purificação e validação estrutural do fator neurotrófico bdnf e de pró-isoformas recombinantes com ênfase no transtorno depressivo, BP.IC
• Assunto(s): Biotecnologia Biofármacos Bioquímica Proteínas recombinantes Fator neurotrófico derivado do encéfalo Transtorno depressivo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bdnf | Biofármacos | Bioquímica | Biotecnologia | Farmacologia | Indústria Farmacêutica e Inovação | Neurociências e Doenças psiquiátricas | Neutrofinas | pró-BDNF recombinantes - Biomedicina | Proteínas recombinantes | Tratamento e Diagnóstico - Depressão | Biotecnologia/Biofármacos

Resumo

A depressão é uma desordem neuropsiquiátrica que atinge 10-20% da população no mundo, sendo, pois, um grave problema de saúde pública universal. Muito embora o entendimento, o diagnóstico/acompanhamento e tratamento da referida desordem tenham progredido nas últimas décadas, muito ainda precisa evoluir para que avanços mais significativos impactem na realidade da prática médica e saúde dos pacientes. No que tangem ás explicações neurobiológicas da depressão, a complementação moderna da teoria monoaminérica pela teoria das neurotrofinas tem apontado o fator neurotrófico BDNF e suas pró-isoformas como entidades de grande potencial prático para biomarcação e/ou tratamento da desordem. O fator BDNF se encontra em níveis reduzidos sobretudo no hipocampo e córtex pré-frontal de pacientes deprimidos e, se eleva em nível após o tratamento efetivo com antidepressivos convencionais. Os níveis sanguíneos de BDNF acompanham a redução de seu conteúdo cerebral e severidade da desordem, e também se elevam no curso de seu efetivo tratamento. O objetivo deste trabalho será o de providenciar a produção recombinante e nacionalizada do BDNF e de suas pró-isoformas humanas e principais, bem como dispor a validação estrutural/funcional diversa destes ativos com ênfase inovadora no potencial tratamento/biomarcação da depressão. A produção heteróloga se dará em E. coli usando vetores plasmidiais de expressão pET-26b(+) com expectativa de produtividade inicial na faixa no mg/L. A purificação se dará pelo uso de cromatografia de afinidade em coluna de níquel, sendo os ativos em seguida quantificados e analisados para o grau de homogeneidade/pureza. A identificação/validação estrutural ficará particularmente á cargo da espectrometria de massas, enquanto a validação funcional se dará por testes in vitro e in vivo diversos. A validação funcional se dará simultaneamente a identificação do(s) melhor(es) ativo(s) no que tange ao estender do estudo de rotas alternativas de administração, sobretudo intranasal, e aumento de biodisponibilidade cerebral geral e/ou dirigida para áreas específicas do encéfalo. No contexto deste último mister, é necessário considerar a hipótese que isoformas de pró-BDNF parecem ser mais protegidas da proteólise do que o BDNF maduro, em adição a poderem se endereçar para áreas mais específicas do encéfalo, onde sejam mais importantes, sendo ali facilmente ativadas. Neste contexto, a biodisponibilidade cerebral e o endereçamento podem variar amplamente entre o BDNF e as pró-isoformas e, sobretudo, entre as diferentes pró-isoformas. Ainda no cabedal de ações deste projeto e com base na avaliação de desempenho na validação funcional, o(s) melhor(es) ativo(s) será(ão) eleito(s) para testes em escala crônica da doença e tratamento nos modelos animais de escolha. Com efeito, isto possibilitará adicionalmente acompanhar a função do BDNF sanguíneo como biomarcador na evolução do tratamento providenciado por ele próprio e/ou a partir da ativação de pró-isoforma(s) em nível cerebral. Finalmente, e ainda de modo condicionado aos resultados obtidos, é parte da proposta solicitar o patenteamento de uso do(s) ativo(s) de maior desempenho/interesse para o tratamento da depressão, tão bem como iniciar os estudos para escalonamento piloto/semi-industrial da produção destes mesmos ativos. Deste modo, o presente projeto apresenta marcada valia biotecnológica, tão bem como grande interesse médico e industrial-farmacêutico. Possui função antecipatória de mercado e estabelece um arranjo de produção e estudo bioquímico-farmacológico ampliado para ativos inovadores portadores de grande futuro. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

RODRIGUES, ELLEN F.; FACHIN, ANA L.; MARINS, MOZART; STABELI, RODRIGO G.; BELEBONI, RENE O.. Challenges in recombinant brain-derived neurotrophic factor production. TRENDS IN BIOTECHNOLOGY, v. 42, n. 5, p. 4-pg., 2024-05-01. (23/05079-6)