Criada biblioteca virtual de estruturas químicas para reunir dados da biodiversidade brasileira

Por Verônica Freire – Embrapa Agroindústria Tropical 

A Embrapa acaba de organizar uma biblioteca virtual de estruturas químicas associadas à biodiversidade brasileira. Inicialmente, o banco de dados reunirá informações sobre substâncias isoladas de folhas de cajueiro, cajazeira, umbuzeiro e abacaxizeiro. Mas os organizadores pretendem, no futuro, ampliar o acervo, incluindo outras espécies. O objetivo é facilitar a descoberta e o uso de princípios ativos escondidos em bancos de conservação de material genético.

A biblioteca encontra-se em versão beta para realização de testes antes da liberação de acesso, que será concedido a pesquisadores da Embrapa e cientistas parceiros. O sistema fornecerá, remotamente, inúmeros dados sobre substâncias químicas isoladas das plantas catalogadas, o que deve abreviar o tempo de pesquisas.

Será possível consultar imagens de moléculas em 2D e 3D e obter informações sobre suas estruturas, tais como massa exata, massa relativa e demais propriedades. Serão disponibilizados também dados das espécies associadas, como genótipos, tipos de cultivar, estudos fitoquímicos e bioensaios realizados, além das coordenadas geográficas de onde a amostra foi coletada e sua localização por meio do Google Maps.

Cada estrutura química disponível na plataforma virtual corresponde a uma amostra da planta preservada em uma cápsula congelada a -80°C no Laboratório Multiusuário de Química de Produtos Naturais, na Embrapa Agroindústria Tropical (CE). Os pesquisadores acreditam que o projeto possibilitará o avanço do conhecimento a respeito da quimiodiversidade e da variabilidade de metabólitos (substâncias ou princípios ativos) dos Bancos Ativos de Germoplasma (bancos de conservação de material genético).

Impulso para a bioeconomia

“Ao longo de 20 a 30 anos, esse banco de dados será um valioso ativo da Embrapa”, festeja o pesquisador Guilherme Julião Zocolo, um dos membros da equipe que está por trás da novidade. Ele salienta que a biblioteca deve facilitar o desenvolvimento de novos produtos a partir das espécies catalogadas, porque as informações estarão organizadas e facilmente disponíveis aos pesquisadores.

“A ferramenta representa um salto de qualidade na possibilidade de valoração dos recursos da biodiversidade”, afirma Zocolo. O pesquisador lembra que ainda é muito pouco explorada a criação de bibliotecas de substâncias biologicamente ativas ou de extratotecas associadas a bancos de dados químicos e farmacológicos. “Essa associação é importante para a seleção de novas aplicações e desenvolvimento de novos produtos, o que repercute em avanços na bioeconomia”, diz.

As bibliotecas possibilitam, ainda, efetuar a técnica de desreplicação, que permite a identificação de substâncias a partir de análises rápidas, por meio de triagem e sem o isolamento, o que economiza tempo e recursos. Atualmente, para identificar moléculas, o pesquisadores precisam usar métodos para isolar a substância a ser estudada, o que exige recursos e demanda mais tempo. Com a desreplicação, o processo de identificação torna-se mais ágil e acertivo, acelerando assim a descoberta de moléculas de interesse.

Busca de substâncias anticâncer

A nova biblioteca é um dos resultados de um projeto da Embrapa iniciado em 2016, que tem como objetivo prospectar, identificar quimicamente e catalogar substâncias bioativas com potencial anticâncer em umbuzeiro, cajazeiro e abacaxizeiro. A primeira parte do projeto inclui, entre outras atividades, a catalogação de cerca de 100 substâncias naturais e mais de 100 extratos vegetais do Banco Ativo de Germoplasma da Embrapa Agroindústria Tropical, bem como toda a estruturação física da biblioteca.

A estrutura física para preservação das amostras já está em pleno funcionamento no Laboratório Multiusuário de Química de Produtos Naturais. A coleta das amostras, catalogação e descrição dos dados é feita por uma equipe multidisciplinar e envolve equipamentos analíticos de alta tecnologia, como Cromatografia de ultraeficiência acoplada a espectrometria de massas e Ressonância Magnética Nuclear (RMN).

“O projeto conta com o envolvimento de toda a equipe do Laboratório Multiusuário de Química de Produtos Naturais: os pesquisadores Edy Sousa de Brito, Kirley Canuto e a anlista Lorena Mara, um grupo com profissionais de diferentes áreas que se complementam. Além disso, outras competências foram agregadas, com a participação de pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) e da Universidade Federal da Paraíba (UFPB)”, explica Guilherme Zocolo.

Expertise de químicos e programadores

Para auxiliar a implementação da interface web da biblioteca, o professor Fernando Batista da Costa, da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (FCFRP-USP), acabou de iniciar uma temporada de dois meses como pesquisador visitante no Laboratório Multiusuário de Química de Produtos Naturais da Embapa. A permanência do professor foi possível graças a um outro projeto submetido pela equipe da Embrapa à Fundação Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico (Funcap).

Fernando Batista da Costa é pós-doutor em quimioinformática pelo Computer-Chemie-Centrum da Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Alemanha. Ele foi o mentor do AsterDB, banco de dados de estruturas químicas da espécie Asteraceae (família do girassol) mantido pela FCFRP-USP em colaboração com a UFPB.

Segundo o professor, o sistema em desenvolvimento na Embrapa será muito parecido com o AsterDB e contará com o auxílio da mesma equipe de desenvolvedores – um grupo de pesquisadores da UFPB, que reúne químicos e programadores.

Fernando da Costa explica que esse tipo de biblioteca acelera o trabalho de inovação tecnológica e apresenta aplicações em diversas áreas, como agricultura, farmácia e ecologia. No mundo, existem inúmeras bibliotecas desse gênero, algumas especializadas na comercialização de dados. No Brasil, apenas duas são públicas e ligadas a universidades. Além da AsterDB, o Núcleo de Bioensaios Biossíntese e Ecofisiologia de Produtos Naturais da Universidade Estadual Paulista (NuBBE-Unesp) mantém o NubbeDB, um banco de dados virtual de produtos naturais e derivativos da biodiversidade brasileira.