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Genómica

Los avances en el trabajo

El Programa Genoma Nacional concluye el secuenciamiento de la bacteria

ARQUIVO WALTER COLLI /Q-USPEl Trypanosoma es objeto de investigación en el estado de ParanáARQUIVO WALTER COLLI /Q-USP

El secuenciamiento de la bacteria Chromobacterium violaceum, del Proyecto Genoma Brasileño (BRGene), que reúne a 160 investigadores en 25 laboratorios dispersos por todo el país, ya ha sido finalizado. La bacteria es hallada en regiones tropicales, como por ejemplo en el río Negro, en la Amazonia. Se cree que la misma podrá ser utilizada en el tratamiento de algunas enfermedades como el mal de Chagas y la leishmaniosis. “La definición de una posible continuidad del trabajo dependerá de las decisiones de carácter técnico científico”, dice Ana Lúcia Assad, coordinadora general del Programa Nacional de Biotecnología del Ministerio de Ciencia y Tecnología (MCT).

Éste es el primer resultado de las investigaciones desarrolladas por la Red Nacional del Proyecto Genoma Brasileño, lanzada en diciembre de 2000, que agrupa a 480 instituciones de enseñanza e investigación y reúne a 240 científicos, con el objetivo de diseminar investigaciones en el área de biotecnología en todo el territorio nacional. De una manera general, se han producido avances significativos en las demás redes regionales integrantes del proyecto.

“Las redes ya están consolidadas en lo que se refiere a la participación de los grupos, a los procesos y procedimientos de trabajo colaborativo y a la capacitación de los recursos humanos”, comenta Ana Lúcia. La integración de las redes está posibilitando la construcción de un inmenso banco de datos que en el futuro podrá contribuir para lograr reducciones bastante significativas en el plazo de presentación de los resultados de la investigación genómica.

Según Assad, algunas de las instituciones involucradas en los proyectos regionales todavía esperan la llegada de equipos importados, pero muchas de éstas ya operan a todo vapor y, en algunos casos, están incluso negociando posibles asociaciones con la iniciativa privada. “La primera ronda de seguimiento in situ será realizada al comienzo de este año, cuando verificaremos si existen necesidades aún no contempladas”, dice Ana Lúcia. A partir de allí, observa, se analizarán eventuales aportes adicionales de recursos.

De las siete redes regionales, cuatro trabajan en el área de salud, investigando nuevos medicamentos y alternativas para la prevención de enfermedades endémicas. Las otras tres orientaron su foco de estudios hacia el área agrícola, con miras al combate de plagas y la elevación de la calidad y productividad en el campo. En total, las siete redes están recibiendo inversiones por 13 millones de reales del MCT y otros 13 millones de fuentes diversas. “La mayor parte de los recursos complementarios proviene de las fundaciones de apoyo a la investigación estaduales”, explica Ana Lúcia.

Crinipellis perniciosa
Entre los trabajos en estadio avanzado se encuentra el proyecto de ampliación de la red de genómica del estado de Bahía, que tiene como objetivo el hongo parasítico Crinipellis perniciosa, causante de la escoba de bruja, que asola a los árboles de cacao de Bahía y ha ocasionado pérdidas por 1,6 mil millones de dólares desde 1989. “Este valor lleva en consideración solamente las ventas que han dejando de concretarse”, indica Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, coordinador del Laboratorio de Genómica y Expresión de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp) y del proyecto. “Considerando otros aspectos, tales como el nivel de empleo, las pérdidas fácilmente superan los 10 mil millones de dólares.”

Pereira afirma también que la desactivación de los cultivos de cacao, como resultado de la escoba de bruja, también tuvo un fuerte impacto ambiental sobre la franja de Bosque Atlántico ubicada al sur de Bahía. Las plantaciones de cacao frenaban las talas, pues necesitaban la sombra de la selva. La enfermedad es el mayor problema fitopatológico de las regiones productoras de cacao en el continente americano y afecta también a los estados de Pará, Rondônia, Amazonas, Mato Grosso y Acre. Hasta ahora, ningún fungicida se ha mostrado eficaz en el combate contra el Crinipellis perniciosa, que está siendo estudiado con la ayuda de técnicas convencionales desde hace unos cien años.

“Después de definir las características básicas de la molécula que necesitaríamos para contener el avance de la escoba de bruja, empezamos a buscarla en el mercado”, cuenta Pereira. Esta molécula, suministrada por una empresa que actúa en el área de defensivos agrícolas, pero que nunca había sido utilizada en el combate contra la escoba de bruja, mostró excelentes resultados pruebas de laboratorio. “En diciembre se iniciaron las pruebas de campo.”

El proyecto recibió 1,3 millones de reales del MCT y 1,2 millones de reales del gobierno bahiano, y cuenta con la participación, además de la Unicamp, del Centro de Investigaciones del Cacao, de la Universidad Estadual de Santa Cruz (Uesc), de Embrapa Recursos Genéticos y Biotecnología, de la Universidad Estadual de Feira de Santana (UEFS), de la Universidad Federal de Bahía (UFBA) y de la Universidad Católica de Salvador (Ucsal). “Uno de los aspectos importantes del proyecto es la difusión de la genómica”, dice Pereira.

Schistosoma mansoni
La Red Genoma del Estado de Minas Gerais utiliza como modelo el genoma expresado del Schistosoma mansoni, causante de la esquistosomosis. Un proyecto similar está siendo desarrollado por un grupo de seis laboratorios de São Paulo, con la coordinación de Sérgio Verjovski. Dicho grupo ya ha sequenciado la mitad de los 120 mil ESTs previstos en el proyecto. Minas Gerais tiene ya un historial en el estudio del parásito, pues los primeros estudios del Schistosoma en el estado, realizados en el Instituto de Ciencias Biológicas de la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG) y en el Centro de Investigaciones Renê Rachou (CPQRR/Fiocruz), datan del inicio de la década del 90.

“Ahora estamos buscando nuevas drogas inhibidoras de la acción del parásito y también una vacuna para prevenir la contaminación”, afirma Naftale Katz, coordinador del proyecto y director científico de la Fundación de Apoyo a la Investigación de Minas Gerais (Fapemig). Según Katz, la esquistosomosis afecta a alrededor de 7 millones de personas en Brasil, registrándose una forte concentración en las regiones costeras del nordeste y en el estado de Minas Gerais. “Con el flujo migratorio desde el ambiente rural hacia el urbano, los focos de esquistosomosis han aparecido en áreas metropolitanas”.

Katz comenta que en los últimos años dos nuevos medicamentos con pocos efectos colaterales, desarrollados con base en descubrimientos realizadas por investigadores brasileños, permitieron el control de la forma hepatoesplénica de la enfermedad, que afecta a entre un 5% y un 10% del total de los portadores del parásito y puede llevar a la muerte. La recontaminación sigue siendo sin embargo un problema grave – incluso las manifestaciones más benignas de la esquistosomosis pueden incapacitar para el trabajo, por ejemplo. A nivel mundial, cerca de 200 millones de individuos son portadores de la enfermedad.

“El proyecto recibió 1,8 millones de reales por parte del gobierno federal y 2 millones de la Fapemig, en una de sus primeras iniciativas de inducción de la demanda”, cuenta Katz. Cerca de 40 investigadores están trabajando en el proyecto. “Vislumbramos la posibilidad de establecer asociaciones interesantes con empresas”, dice Katz. “Estamos patentando todo.”

Paracoccidioides brasiliensis
El Proyecto en Red del Centro-Oeste pretende mapear el genoma funcional diferencial del Paracoccidioides brasiliensis, el hongo responsable por la paracoccidioidomicosis, una micosis endémica que puede ser fatal en los niños, para el desarrollo de nuevos medicamentos. Según estimaciones, el número de personas infectadas en América Latina alcanza a 10 millones, y el 80% de los casos se concentra en Brasil.

El Programa de Implementación del Instituto de Biologia Molecular del Paraná, que trabaja con la genómica funcional del proceso de diferenciación celular del Trypanosoma cruzi, que provoca el mal de Chagas, busca los genes con expresión regulada durante la diferenciación celular del parásito (metaciclogénesis), la selección y la caracterización de nuevos genes, y el análisis de objetivos quimioterápicos innovadores. La experiencia acumulada en ese proceso podrá ser transferida a otros proyectos de genoma.

Herbaspirillum seropedicae
El Programa Genoma del Estado de Paraná tiene por objeto el genoma estructural y funcional de la Herbaspirillum seropedicae, una bacteria fijadora de nitrógeno cuya interacción con las plantas puede traer beneficios para ambas partes. En ese sentido, el caso del arroz es ejemplar: en algunas muestras de semillas, la Herbaspirillum seropedicae llega a suministrar el 54% de todo el nitrógeno acumulado por el vegetal. El proyecto se propone construir nuevas estirpes de la bacteria, con niveles de eficiencia aún mayores. Sus autores creen que el uso de esos organismos por parte de los productores rurales puede generar una economía de 840 millones de reales en fertilizantes nitrogenados.

Ácido glucónico
Con objetivos similares, el Programa de Implementación de la Red Genoma del Estado de Río de Janeiro (RioGene) tiene como meta el secuenciamiento del genoma de la Gluconacetobacter diazotrophicus, otra bacteria endofítica fijadora de nitrógeno. Presente en cultivos tales como la caña de azúcar, el café y la batata, la bacteria también pode reducir significativamente el uso de fertilizantes nitrogenados, promoviendo una economía estimada en 60 millones de reales anuales solamente en las plantaciones de caña. La bacteria también produce substancias que estimulan el crecimiento vegetal y metabolitos de interés industrial, como el ácido glucónico.

La región nordeste descifra el genoma de un protozoario

Con 8,2 millones de reales en caja, 20 grupos de investigación de los nueve estados del nordeste brasileño, reunidos en el Programa Genoma Nordeste (Progene), trabajan para vencer antes de mediados de este año el primer gran desafío genético de la región: el secuenciamiento de la Leishmania chagasi, protozoario transmisor de la leshmaniosis visceral. Esta enfermedad afecta 5 mil personas por año en Brasil – y un 95% de ellas en el nordeste. A nivel mundial, se registran anualmente 500 mil nuevos casos, principalmente en la India, en Paquistán y en Bangladesh.

Tres máquinas secuenciadoras están en pleno funcionamiento – dos en Pernambuco y una en Alagoas. Piauí y Maranhão ya han comprado los equipamientos, y deben impulsar de inmediato la productividad de la red regional para 5 mil secuencias por semana. Para alcanzar rápidamente la meta de procesar 150 mil secuencias del protozoario, los demás estados estarán equipados hasta marzo, con recursos propios y del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq), que liberó 1,7 millones de reales en julio del año pasado para la compra de máquinas e insumos.

“Una vez armada la estructura ideal, podremos levantar vuelo”, planea el investigador Paulo Paes, de la Universidad Federal de Pernambuco (UFPE), coordinador del Progene. El próximo paso será el secuenciamiento de un microrganismo de importancia agrícola para el nordeste, como hicieron los científicos de São Paulo con la bacteria Xylella fastidiosa, que causa enfermedades en los naranjales.

Los grupos de investigación del Progene optaron por no trabajar con el código genético completo de la Leishmania, pero solamente con los genes expresados, aquellos que efectivamente ejercen funciones en el parásito. Serán estudiados cerca de 4 mil. “Secuenciar todo el genoma sería un trabajo largo, para el cual aún no tenemos tecnología”, explica Paes. Los desdoblamientos están siendo negociados.

El científico envió al CNPq un proyecto de 3 millones de reales para adquirir equipamientos y extenderse en los estudios con el protozoario de la leishmaniosis, para analizar las funciones de las proteínas existentes en el ADN. Otros 250 mil reales se invertirán en la creación de parásitos transgénicos, necesarios para la identificación detallada de las actividades genéticas.

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