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Equipes brasileiras ganham medalhas em competição internacional de bioengenharia

Estudantes de graduação de São Paulo e do Amazonas se destacaram com projetos que buscam tratar diabetes, prevenir doenças transmitidas por mosquitos e construir uma ferramenta de edição genética

MARIA GUIMARÃES | Edição Online 19:01 15 de novembro de 2017

 

Revista Pesquisa FAPESP
Podcast: Tiago Lubiana
A crescente tradição brasileira em biologia sintética, ao menos quando os protagonistas são estudantes de graduação, rendeu esta semana três medalhas na competição International Genetically Engineered Machine Competition (iGEM) a projetos que usaram modificações genéticas para tratar diabetes, combater doenças transmitidas por mosquitos e construir um kit para edição de DNA. As equipes da Universidade Estadual Paulista (Unesp) de Araraquara e da Universidade de São Paulo (USP) ficaram com o ouro, e a da Universidade Federal do Amazonas (Ufam) trará uma medalha de prata do encontro que ocorreu em Boston, Estados Unidos, entre 9 e 13 de novembro.

Não chega a ser uma competição no sentido mais estrito, já que as medalhas são distribuídas a vários grupos. “Todos aqueles que cumprem com perfeição a totalidade dos requisitos ganham o ouro”, explica o biólogo Rafael Silva Rocha, professor do campus de Ribeirão Preto da USP e um dos orientadores da equipe. Um desses requisitos é a colaboração, inclusive entre equipes, o que elimina uma parte do espírito competitivo.

Equipe da USP

O projeto do grupo da USP ganhou o nome de BioTrojan, em referência ao cavalo de Troia da mitologia grega. A ideia é modificar bactérias que possam habitar o sistema digestivo de mosquitos. Ao detectar a presença de patógenos causadores de doenças como mal de Chagas, malária ou dengue, elas liberariam um parasiticida que os eliminaria. No prazo exíguo de menos de um ano que delimita a competição, não foi possível levar o projeto a termo, como é habitual. “Eles conseguiram construir e validar o circuito e mostrar em um sistema in vitro que ele funciona para detectar uma combinação de ferro e lactato, marcadores indiretos para a presença dos parasitas”, explica Silva Rocha. Eles também testaram duas bactérias: a mais comum em laboratórios, E. coli, e uma residente habitual do intestino de mosquitos, Pantoea agglomerans, e viram que ambas têm potencial para funcionar. “É a quinta vez que a USP participa e é o nosso segundo ouro”, comemora o professor, que considera ter um papel limitado no resultado. “Estamos à disposição para esclarecer dúvidas, mas o projeto é dos alunos e eles fazem tudo”, conta. Os estudantes da equipe alugaram uma chácara onde passavam fins de semana, usando suas horas vagas para discutir ciência e avançar no projeto. Estar fora do ambiente acadêmico pode ser uma vantagem para estimular a criatividade, para o professor. “Não é um território marcado.” Ele ressalta o apoio da USP para a participação, que começa com a taxa de US$ 5 mil de inscrição da equipe.

Equipe da Unesp

A celebração do grupo da Unesp tinha um gostinho especial: na primeira participação no iGEM, já conseguiram o ouro. Sua ideia é elegante e especialmente atraente para os milhões de pessoas no mundo que sofrem de diabetes e precisam tomar injeções periódicas de insulina. Bactérias modificadas instaladas no intestino produziriam insulina e a liberariam em resposta ao consumo de glicose. “Conseguimos construir o sistema de controle para detectar a glicose e inserir na bactéria um gene que produz a molécula completa da insulina”, diz a bióloga Danielle Pedrolli, professora responsável pela equipe junto com o colega Cleslei Zanelli. Também verificaram que as bactérias modificadas geneticamente conseguem se instalar na microbiota intestinal e permanecer na forma de uma população estável por cerca de 12 horas, sem morrer nem competir excessivamente com as outras habitantes. Se o projeto se transformasse em produto, bastaria aos portadores de diabetes tomar algo como um Yakult periódico.

Danielle também ressalta o envolvimento com a sociedade, outro requisito da competição. “Eles fizeram atividades educacionais, ensinando biologia sintética em cursinhos de vestibular, faculdades e a um grupo de idosos que faz uma atividade na Unesp.” Também fizeram um documentário com portadores de diabetes, que explicam problemas do dia a dia. “Não basta ensinar, o iGEM também pede que as equipes aprendam com a sociedade”, explica.

O grupo do Amazonas, premiado com o ouro em 2014, desta vez ficou com uma medalha de prata. “Buscamos fazer um kit para edição genética usando o sistema CRISPR-Cas9”, conta a bioquímica Jerusa Araújo Quintão, professora da Ufam. O produto seria um serviço para o próprio iGEM, que poderia ser usado por participantes no futuro para editar o material genético de bactérias. “Já temos um produto que se apresenta como funcional e outras equipes se mostraram interessadas em usar as partes que desenvolvemos”, afirma. Como serviço à comunidade e tendo em mente a dificuldade em importar os reagentes e materiais para uso em laboratório, o grupo elaborou um protocolo padrão e um guia para orientar outros pesquisadores. Para participar do encontro em Boston, eles contaram com a ajuda da universidade e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas (Fapeam), para as inscrições, e do Instituto Serrapilheira, que alugou acomodações para abrigar a equipe: 5 estudantes foram à competição, junto com Jerusa.

Os três professores são unânimes quanto à importância da competição na formação de uma comunidade em torno da biologia sintética. “O encontro realizado pelo Clube de Biologia Sintética da USP ajudou a estreitar os laços”, conta Jerusa, cuja equipe estabeleceu uma colaboração com a da Unesp. Uma vez em Boston, os estudantes das universidades brasileiras tiveram a oportunidade de conhecer participantes das mais de 300 equipes do mundo todo, além de visitar instituições de pesquisa locais, como a Universidade Harvard e o Instituto Massachusetts de Tecnologia (MIT). Danielle, convidada a integrar o júri, interagiu mais de perto com colegas de outros países e testemunhou a organização do evento e a avaliação dos participantes.

Também há a expectativa de que os projetos continuem a avançar, mesmo que haja uma rotatividade nos integrantes. “Fomos selecionados para um programa de aceleração de startups chamado BioStartup Lab”, conta Danielle. O sistema de combate ao diabetes é muito complexo e exige um tempo mais longo para ser completado, mas é possível usar os mesmos princípios em projetos que deem resultados mais imediatos, como usar o probiótico para levar medicamentos a pontos específicos do organismo.


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