UEMG Passos realiza estudo que pode beneficiar indústria farmacêutica

A importância em relação ao conhecimento ligado à fisiologia e genética dos microrganismos para ser lecionado aos novos estudantes desta área foi um dos principais motivos que levaram o professor da Universidade do Estado de Minas Gerais – UEMG Passos e também coordenador do Laboratório de Fisiologia de Microrganismos, Caio Roberto Soares Bragança, a desenvolver o projeto “Desenvolvimento de uma plataforma tecnológica de produção de proteínas recombinantes potencialmente vacinais contra o vírus da dengue e proteínas de interesse biotecnológico em Pichia pastoris e Escherichia coli”.

Pichia pastoris é uma espécie de levedura, já Eschericha coli é uma espécie de bactéria. Esses dois microrganismos funcionarão como microfábricas para a produção de diversas biomoléculas de importância farmacêutica. Além disso, a partir deste estudo também serão desenvolvidas proteínas que poderão ser utilizadas como substância para uso agrícola, controlando pragas. O projeto visa também realizar estudos de outras proteínas recombinantes, ampliando ainda mais as aplicações das descobertas realizadas pelo trabalho no ramo da biotecnologia e farmacologia.

O projeto conta com o investimento da ordem de R$ 13 milhões e 500 mil. O valor foi disponibilizado no dia 20 de agosto de 2021, em que regulamenta, no âmbito da UEMG, os projetos de pesquisa científica e tecnológica e de desenvolvimento de tecnologia, produto, serviço ou processo, que envolvam a aquisição de bens ou serviços, realizados em parceria com as Fundações. O professor dos cursos de Ciências Biológicas Bacharelado, Biomedicina e Medicina explica que o objetivo do estudo é “desenvolver uma plataforma tecnológica para a produção de proteínas recombinantes virais potencialmente vacinais e de outras proteínas de interesse biotecnológico em Pichia pastoris e Escherichia coli e avaliar quanto à sua capacidade em gerar resposta imune em camundongos”.

O projeto acontecerá em três etapas, na primeira acontece a clonagem de genes que codificam proteínas potencialmente vacinais do vírus da dengue, Chikungunya e Zika no vetor já construído para P. pastoris, que é uma espécie de levedura, a análise aqui tem o foco em confirmar o potencial de expressão e secreção da levedura utilizada no processo. “Nessa frente será incluída ainda a clonagem de outros genes de interesse, tais como os genes que codificam a somatotropina bovina (BST) e hormônio de crescimento humano (hGH), peptídeo capaz de inibir as ações hemorrágicas e fibrinogenolíticas da peçonha bruta da jararaca-pintada (Bothrops pauloensis), proteínas para controle de pragas agrícolas, dentre outros genes de importância biotecnológica”, explica o Professor Caio Bragança que é Mestre em Microbiologia Agrícola pela Universidade Federal de Lavras (UFV) e PhD em Molecular Biotechnology pelo Pharmaceutical and Molecular Biotechnology Research Centre (PMBRC), Waterford Institute of Technology (WIT), Irlanda.

De acordo com o professor, ainda na primeira etapa, acontece a consolidação da P. pastoris como hospedeira eficiente da síntese biológica. Neste processo todo, o resultado do procedimento depende não apenas em relação ao sucesso da clonagem, mas também da capacidade da levedura recombinante de processar e secretar em larga escala os produtos, considerando rendimentos e facilidade de recuperação.

“A segunda etapa envolve a definição das condições fisiológicas das culturas de P. pastoris recombinantes. Abordagens estatísticas de planejamento de experimentos serão utilizadas para otimizar o processo fermentativo de expressão das proteínas recombinantes, o que permitirá identificar a melhor combinação de cada componente durante o processo de expressão. Com os parâmetros fermentativos estabelecidos, pretende-se definir as condições de operação de biorreatores que resultem em máxima produtividade e rendimento da síntese biológica dessas proteínas”, comenta o pesquisador. Biotrreatores são equipamentos utilizados nos laboratórios. Eles realizam a transformação da matéria-prima em produto a partir da utilização de microorganismos entre outros agentes biológicos, na maioria das vezes o funcionamento de um biorreator envolve o processo de fermentação.

O professor Caio Bragança explica que na terceira e última etapa acontecerão abordagens da engenharia evolutiva com o intuito de promover a adaptação evolutiva de linhagens recombinantes de P. pastoris geneticamente modificadas, visando à obtenção de linhagens robustas com altas velocidades de crescimento, rendimento e produtividade. No final desta etapa o esperado é que sejam identificadas linhagens de P. pastoris que estrão funcionando perfeitamente omohospedeiras das prote[ínas desenvolvidas, facilitando a produção e purificação destas proteínas. 

“Nossa confiança no sucesso do projeto está no esforço e comprometimento de uma equipe multidisciplinar que envolve especialistas nas áreas de biologia molecular, imunologia e microbiologia. A expectativa é que, com os modelos mais robustos e engenheirados desses microrganismos consolidados, possamos produzir em larga escala proteínas recombinantes melhoradas com aplicação na indústria farmacêutica além de outras proteínas de importância industrial”, afirma o docente sobre o projeto que está previsto para ser concluído em 2024. 

A equipe completa é a seguinte: Prof. Caio Roberto Soares Bragança, PhD (Coordenador do projeto UEMG/Passos), Profa. Dra. Camila Linhares Taxini (Colaboradora UEMG/Passos), Profa. Dra. Christiane Eliza Motta Duarte (Colaboradora UEMG/Passos), Prof. Dr. Leandro Luiz Borges (Colaborador UEMG/Passos), Profa. Dra. Marita Vedovelli Cardozo (Colaboradora UEMG/Passos).