O projeto “Desenvolvimento de Modelos Computacionais para a Predição de Atividades Biológicas e Farmacocinéticas de Peptídeos” está em execução desde 2019 e conta com a participação de alunos de graduação, pós-graduação e docentes de três instituições de pesquisa nacionais e internacionais. A equipe desenvolveu modelos computacionais que utilizam propriedades estruturais e físico-químicas relevantes de peptídeos para prever a penetração desses compostos em membranas celulares e na barreira hematoencefálica (cerebral) de humanos. Esses modelos são capazes de prever quais peptídeos são capazes de atravessar a barreira hematoencefálica.
“Essa barreira é formada por células endoteliais que revestem os capilares sanguíneos no cérebro, juntamente com células da glia, como astrócitos e pericitos. Atravessar esta barreira é um passo essencial para que fármacos utilizados no desenvolvimento de novos medicamentos contra doenças neurodegenerativas como o mal de Parkinson e o de Alzheimer possam atingir seus alvos de atuação molecular”.
Demostrando quase 90% de eficiência, o modelo pode ser aplicado pela indústria farmacêutica no desenvolvimento de fármacos, poupando tempo e recursos financeiros, bem como evitando a testagem em animais, para o desenvolvimento de medicamentos para tratamento de doenças que atingem o sistema nervoso central.
O que são peptídeos – São biopolímeros produzidos por organismos vivos e são resultantes do metabolismo de proteínas ou da expressão dos genes. “Essas moléculas apresentam inúmeras aplicações farmacêuticas devido a suas atividades biológicas e propriedades farmacocinéticas que permitem o desenvolvimento de carreadores intracelulares de fármacos e outras moléculas bioativas. Para que uma molécula atinja seus sítios de atuação no organismo, é necessário compreender os mecanismos de permeabilidade molecular em membranas biológicas, como a barreira gastrointestinal e a barreira hematoencefálica", explicou o professor. Essa barreira é uma membrana que envolve o cérebro e impede a passagem de medicamentos cujos princípios ativos são voltados para atuar no sistema nervoso central.
“Entre as atividades farmacocinéticas dos peptídeos que devem ser analisadas no projeto está a penetração de compostos na barreira hematoencefálica, uma membrana envolvida na proteção, homeostase e comunicação do sistema nervoso central (cérebro e medula espinhal) com sangue circulante no corpo. O propósito da equipe é desenvolver modelos computacionais e bases de dados que permitam investigar propriedades físico-químicas e estruturais de peptídeos de origem natural e sintética e rever suas atividades farmacocinéticas, o que facilitará o desenvolvimento e descoberta de fármacos, carreadores intracelulares, cosméticos e outras moléculas biologicamente bioativas com aplicações biotecnológicas e farmacêuticas”, acrescentou o pesquisador.
O projeto é desenvolvido pelo docente Prof. Dr. Kauê Santana, do Laboratório de Simulação Computacional da Ufopa (Iced), em parceria com o Prof. Dr. Claudomiro Sales, do Laboratório de Inteligência Computacional e Pesquisa Operacional (LINC) do Instituto de Tecnologia da Universidade Federal do Pará (UFPA), e o Prof. Dr. Anderson Lima, do Laboratório de Planejamento e Desenvolvimento de Fármacos (LPDF) da Universidade Federal do Pará (UFPA), e com os pesquisadores Bart Spiegeleer e Evelien Wynendaele do DruQuaR da Universidade de Ghent (Bélgica).
Recentemente, a equipe publicou parte dos resultados do desenvolvimento dos modelos no Journal of Chemical Information and Modeling da Sociedade Americana de Química (American Chemical Society – ACS), uma das sociedades científicas mais renomadas do mundo, na qual se estudam propriedades farmacocinéticas de peptídeos.