Plataforma para bioprospecção do mecanismo de ação de moléculas antimicrobianas: prova de conceito e validação

• Processo: 23/04848-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Estela Ynes Valencia Morante
• Beneficiário: Estela Ynes Valencia Morante
• Empresa: XYZ Molecular Target Ltda
• CNAE: Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais
• Município: São Paulo
• Pesquisadores principais: Felipe Santiago Chambergo Alcalde ; Massuo Jorge Kato
• Pesquisadores associados: Lydia Fumiko Yamaguchi ; Viviane Abreu Nunes Cerqueira Dantas
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/17005-0 - Obtenção de compostos antimicrobianos de espécies da família Piperaceae e identificação do mecanismo de ação por meio de biossensores para bactérias Gram-negativas., BP.TT; 24/04081-0 - Obtenção de compostos antimicrobianos de origem fúngica e identificação do mecanismo de ação por meio de biossensores para bactérias Gram-negativas, BP.TT; 24/02609-7 - Obtenção de compostos antimicrobianos de espécies da família Piperaceae e identificação do mecanismo de ação por meio de biossensores para bactérias Gram-negativas., BP.TT; 24/02524-1 - Plataforma para bioprospecção do mecanismo de ação de moléculas antimicrobianas: prova de conceito e validação, BP.PIPE; 24/02599-1 - Obtenção de compostos antimicrobianos de origem bacteriano e identificação do mecanismo de ação por meio de biossensores para bactérias Gram-negativas, BP.TT
• Assunto(s): Antibióticos Bactérias Fungos Metabólitos Plantas Pseudomonas aeruginosa Microbiologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Antibióticos | bactérias | fungos | metabólitos | plantas | Pseudomonas aeruginosa | Microbiologia

Resumo

Há uma crise global que envolve uma crescente resistência a antibióticos, particularmente nos patógenos ESKAPE (espécies bacterianas com resistência aos antibióticos atuais: Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumanni, Pseudomonas aeruginosa e espécies de Enterobacter), Sendo assim, se torna imperativo o desenvolvimento e identificação de novos agentes antimicrobianos.A ausência de ensaios funcionais simples e práticos que determinem simultaneamente o nível de atividade antimicrobiana e o alvo de ação molecular do composto putativo é um gargalo importante, uma vez que a descoberta do mecanismo de ação é uma das atividades que demandam mais tempo na etapa pré-clínica (~ 5 anos) para o desenvolvimento de novos antibióticos. A empresa XYZ Molecular Target propõe na Fase 1 do projeto PIPE FAPESP-TC, testar o conceito e validação da "ADP-MoA: plataforma de descoberta de antibióticos por mecanismo de ação" (ADP-MoA: Antibiotic Discovery Platform by Mechanism of Action).Esta plataforma consiste de um ensaio funcional que utiliza uma estratégia química-genética para identificar moléculas antimicrobianas (por inibição do crescimento) e, simultaneamente, o seu alvo molecular de ação (dano ao DNA, inibição de ribossomos ou dano à membrana/parede celular). A ADP-MoA deve reduzir significativamente o tempo dispendido durante a etapa pré-clínica de descobrimento de um antibiótico, além de ser de fácil execução e baixo custo. A estratégia utiliza a bactéria multirresistente Pseudomonas aeruginosa (cepa PA14) geneticamente modificada, que apresenta a fusão de um promotor específico (pSensor) em fusão com o gene repórter lux, que codifica a enzima luciferase (lux). O sistema pSensor::lux é induzido por moléculas naturais ou sintéticas, que causem dano ao DNA, inibição do ribossomo ou dano à membrana/parede celular, resultando na formação de um halo de luminescência, e, permitindo assim de forma simultânea, a identificação da atividade antimicrobiana e do alvo celular de ação da molécula. Substâncias extraídas de plantas, fungos filamentosos, bactérias ou substâncias puras, serão testadas no modelo como prova de conceito. Para validar a aplicação da plataforma em larga escala, serão estabelecidas condições padrão de análise e miniaturização dos ensaios. Esta tecnologia representa um grande avanço em termos de capacidade de análise de coleções de amostras de extratos, frações e substâncias puras, que é de grande interesse para a indústria farmacêutica, centros de pesquisa e empresas dedicadas à bioprospecção, pois permitirá reduzir o tempo requerido para a identificação de novos compostos antibacterianos, por meio da triagem em larga escala de bibliotecas de moléculas naturais ou sintéticas, com custo acessível.O Brasil possui o sétimo maior mercado farmacêutico do mundo. No entanto, mais de 90% de todos os medicamentos e insumos farmacêuticos ativos são importados. De fato, não há nenhum antibiótico comercialmente disponível que seja fruto de desenvolvimento e fabricação nacional. Esta realidade constitui um problema de segurança nacional na área da saúde, evidenciado numa crise como o da pandemia de COVID-19, na qual o país teve dificuldades para a produção interna ou importação de medicamentos de uso contínuo, além de insumos químicos em geral, ficando refém do mercado e das demandas políticas, sociais e econômicas de outras nações. (AU)