Equipe da FURG vence desafio global de biotecnologia para descoberta de medicamentos contra coronavírus
A equipe campeã foi liderada pela professora Karina Machado, do Centro de Ciências Computacionais (C3)
Nesta terça-feira, dia 10, a organização canadense Conscience, uma entidade sem fins lucrativos dedicada à biotecnologia, revelou os vencedores do segundo desafio global Cache – sigla que, em inglês, se refere à Avaliação Crítica de Experimentos Computacionais para a Descoberta de Compostos Ativos. A equipe campeã foi liderada pela professora Karina Machado, do Centro de Ciências Computacionais (C3). O objetivo do desafio era identificar moléculas que possam ser usadas no desenvolvimento de novos medicamentos contra todos os vírus da família coronavírus, e não apenas o SARS-CoV-2, causador da última pandemia.
A equipe vencedora também contou com a participação do diretor do C3, professor Adriano Werhli; do professor da Universidade Federal de Pelotas (UFPel), Frederico Schmitt Kremer; além de dois estudantes do Programa de Pós-graduação em Computação da FURG (PPGComp).
O desafio, iniciado em 2022, foi promovido pela organização canadense em colaboração com as farmacêuticas Bayer e Boehringer Ingelheim, e contou com o apoio financeiro do U.S. National Institutes of Health. Com base nos princípios da Ciência Aberta, a competição reuniu especialistas em design de pequenas moléculas de diferentes partes do mundo para identificar compostos promissores. Essas moléculas poderão, no futuro, contribuir para o desenvolvimento de tratamentos eficazes contra o pan-coronavírus.
A equipe da FURG conquistou a maior pontuação entre os participantes da competição ao submeter, nas duas fases do desafio, o maior número de moléculas com potencial promissor. “Nosso foco foi realizar uma triagem rápida e eficiente, utilizando uma vasta base de dados com milhões de possibilidades fornecida pela organização para todas as equipes”, explicou Karina. “Utilizamos uma combinação de ferramentas de bioinformática e inteligência artificial de código aberto, incluindo métodos desenvolvidos por nossa equipe, para identificar as moléculas mais promissoras dentro desse grande universo.”
Na primeira fase, ainda em 2022, cada equipe foi encarregada de selecionar um conjunto de moléculas que considerava mais relevante. Na segunda fase, realizada entre 2023 e 2024, houve uma nova seleção, baseada nos melhores resultados obtidos pelas moléculas inicialmente indicadas pelos competidores. “O longo período do desafio é justificado pelo tempo necessário para os testes conduzidos pela organização, que envolvem altos níveis de segurança e critérios laboratoriais rigorosos, além da quantidade significativa de moléculas a serem avaliadas”, concluiu a líder da equipe campeã.
Nesta fase, o processo foi afunilado até a seleção de 46 moléculas com grande potencial, das quais oito foram identificadas pela equipe da FURG.
Segundo a Conscience, outras equipes com destaque na competição vieram de universidades do Canadá, Reino Unido e Estados Unidos. Entre elas, um grupo utilizou o jogo científico ‘Drug-It’ como ferramenta para a identificação de moléculas promissoras. Além disso, empresas de biotecnologia canadenses e ucranianas também participaram com bons resultados. No total, 22 equipes concorreram.
Os dados e informações gerados ao longo da competição serão disponibilizados publicamente, permitindo que pesquisadores de diferentes partes do mundo os utilizem em suas investigações, inclusive no treinamento de algoritmos de Inteligência Artificial voltados para o desenvolvimento de novos medicamentos.
De acordo com Ryan Merkley, CEO da Conscience, o termo “promissora” utilizado na competição refere-se à capacidade de uma molécula se ligar ao núcleo mais conservado das proteínas dos coronavírus, especificamente à helicase NSP13, uma proteína essencial para a replicação viral. Quanto maior a afinidade de ligação com essa estrutura, mais promissora é considerada a molécula. “Focar nas helicases como estratégia antiviral já demonstrou eficácia contra vírus como o herpes simples, herpes zoster e hepatite C, embora essa abordagem tenha sido pouco explorada para os coronavírus. Nenhum candidato a medicamento até agora utilizou essa estratégia”, explicou a organização em uma carta aberta sobre o desafio. As moléculas submetidas pelas equipes foram analisadas e validadas pelo grupo de biofísica do Structural Genomics Consortium, vinculado à Universidade de Toronto.
Adriano destacou que, além da FURG possuir uma linha de pesquisa voltada para bioinformática em seu Programa de Pós-graduação em Computação, a experiência acumulada nas investigações sobre o novo coronavírus desde o início da pandemia, em 2020, foi um fator determinante para o sucesso da equipe na competição. “Já tínhamos um certo conhecimento sobre a estrutura do vírus, especialmente no que se refere à proteína alvo. Acredito que isso tenha nos dado uma base de conhecimento sólida, que foi certamente útil ao longo do desafio”, afirmou o diretor.
A professora Karina acrescentou que um diferencial significativo da equipe foi a estratégia adotada durante a primeira fase da competição. “Utilizamos a técnica de agrupamento para organizar as milhões de moléculas disponíveis, classificando-as de acordo com suas semelhanças. Selecionamos moléculas representativas de cada grupo, já que não dispúnhamos da infraestrutura necessária para testar todas as moléculas nos equipamentos da universidade. Esse filtro reduziu o número para 10 mil moléculas candidatas, permitindo-nos aplicar um filtro adicional baseado em Inteligência Artificial. Posteriormente, usamos diversas funções de pontuação, incluindo uma desenvolvida pela nossa equipe durante o desafio, e, ao combinar esses resultados, chegamos a um consenso sobre quais moléculas eram as mais promissoras”, explicou Karina sobre a metodologia da equipe.
SOBRE A CONSCIENCE:
De acordo com sua carta de apresentação, a Conscience é uma organização sem fins lucrativos dedicada a transformar o processo de desenvolvimento de medicamentos, com foco em doenças negligenciadas pela indústria farmacêutica tradicional. Através de abordagens colaborativas e do uso de inteligência artificial, a organização se destaca pela aplicação de princípios de ciência aberta, visando democratizar o acesso ao conhecimento e superar as barreiras e ineficiências dos modelos de pesquisa voltados para o lucro. Movida por uma rede de acadêmicos, empresas, tecnólogos e apoio público, a Conscience lidera iniciativas inovadoras, como o Cache Challenge, uma competição global que estimula cientistas a explorar novos alvos terapêuticos, acelerando o desenvolvimento de tratamentos para as populações mais necessitadas.
