Uma equipe de cientistas australianos, incluindo pesquisadores da Universidade de Sydney, anunciou o desenvolvimento de um sistema que usa o que eles chamam de "inteligência artificial biológica" para criar e otimizar moléculas com novas funções. A tecnologia, batizada de PROTEUS, é descrita como uma nova e poderosa ferramenta para o desenvolvimento de terapias genéticas e medicamentos mais específicos e eficazes.
O PROTEUS se baseia na evolução dirigida, uma técnica de laboratório que imita o processo de evolução e seleção natural, mas em uma velocidade incrivelmente acelerada. Em vez de levar anos ou décadas, a tecnologia permite criar novas moléculas em apenas algumas semanas.
Do "prompt" ao medicamento
Segundo os pesquisadores, o sistema funciona de forma similar a uma IA tradicional: você fornece um problema, e o sistema trabalha para encontrar a solução. Por exemplo, um pesquisador pode dar ao PROTEUS a tarefa de encontrar uma forma eficiente de "desligar" um gene causador de uma doença humana dentro do corpo.
"O que há de novo em nosso trabalho é que a evolução dirigida costumava funcionar principalmente em células bacterianas, enquanto o PROTEUS pode evoluir moléculas em células de mamíferos", explicou o professor Greg Neely, um dos autores seniores do estudo, publicado na revista Nature Communications.
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| O PROTEUS gerou uma versão melhorada de uma proteína (à direita) que controla a atividade gênica que pode ser mais facilmente regulada por drogas. Seção mutada em vermelho e versão original da proteína à esquerda. Foto: Reprodução/Nick Hoskin/via Universidade de Sydney |
O PROTEUS então explora milhões de sequências genéticas possíveis, procurando aquelas com as propriedades ideais para resolver o problema. Esse processo pode encontrar soluções que levariam anos para serem descobertas por um pesquisador humano.
A equipe já demonstrou a capacidade do PROTEUS ao usá-lo para aprimorar proteínas que podem ser reguladas por medicamentos e nanocorpos (versões em miniatura de anticorpos) capazes de detectar danos no DNA — um processo chave no desenvolvimento do câncer.
Superando desafios e olhando para o futuro
O principal desafio para a equipe foi garantir que as células de mamíferos pudessem suportar os múltiplos ciclos de mutações e evolução sem "trapacear", ou seja, sem encontrar uma solução incorreta. A solução veio com o uso de partículas quiméricas semelhantes a vírus, um design híbrido que garantiu a estabilidade do sistema.
A equipe, liderada pelo Dr. Christopher Denes, tornou o sistema de código aberto para a comunidade científica. "Convidamos outros laboratórios a adotar essa técnica", disse o Dr. Denes. "Ao aplicá-lo, esperamos capacitar o desenvolvimento de uma nova geração de enzimas, ferramentas moleculares e terapias".
Os pesquisadores esperam que o PROTEUS seja usado para aprimorar tecnologias de edição de genes como o CRISPR e para ajustar medicamentos de mRNA, visando efeitos mais potentes e específicos.
Fonte: www.sydney.edu.au