Luana GeigerLa primera base de datos sobre compuestos químicos naturales extraídos de la biodiversidad brasileña comienza a despertar el interés de investigadores de diversas partes del mundo. Ha sido bautizada con el nombre de NuBBE Database, y ofrece informaciones sobre 640 sustancias, desde sus principales propiedades fisicoquímicas y biológicas hasta la estructura tridimensional de los compuestos, que resultan esenciales para investigadores y empresas que trabajan en química medicinal. La colección se encuentra disponible en internet, en la dirección electrónica www.nubbe.iq.unesp.br/portal/nubbedb.html, y reúne el conocimiento generado en 15 años de investigaciones por el Núcleo de Bioensayos, Biosíntesis y Ecofisiología de Productos Naturales (NuBBE) de la Universidade Estadual Paulista (Unesp), en Araraquara. “El nivel de detalle de la información distingue a nuestra base de productos naturales de otras existentes en el mundo”, dice Vanderlan Bolzani, docente del Instituto de Química (IQ) de la Unesp de Araraquara y coordinadora del núcleo, refiriéndose a grandes bases como Napralert, por ejemplo, que cuenta con más de 200 mil compuestos, o NPact, que posee alrededor de 1.500 compuestos naturales con alguna actividad anticancerígena.
“Las bases de productos naturales ofrecen información acerca de la abundancia de especies, su hábitat, algunas propiedades fisicoquímicas y la estructura de los compuestos, aunque no siempre informan de otros descriptores moleculares que correlacionan la estructura molecular con la actividad biológica y que son esenciales para la investigación en química medicinal. Nuestra base agrega, además de las propiedades fisicoquímicas habituales con respecto a cada molécula, datos importantes tales como solubilidad, relaciones de hidrógeno, volumen molecular, cálculo teórico del coeficiente de partición, violación de la regla de Lipinski, entre otras, fundamentales para que una sustancia natural sea considerada como prototipo”, dice. Ese conjunto de propiedades ayuda a definir el uso del compuesto en etapas más avanzadas de planificación de nuevos fármacos. Incluso se informa la especie a partir de la cual se aisló la sustancia y el sitio donde se la encuentra. “Los datos también resultan relevantes para la investigación académica de la biodiversidad. Si logramos correlacionar una distribución fitogeográfica en alguna región del bosque atlántico o del cerrado con las clases de sustancias que produce un conjunto de especies, tendremos un dato muy valioso para el avance del conocimiento, por ejemplo, en quimiotaxonomía, ecofisiología, ecología química o políticas públicas, tales como la preservación de especies ricas en constituyentes químicos con valor agregado”, afirma Bolzani.
La base de datos NuBBE está compuesta en un 80% por complejos aislados de plantas, un 6% de hongos o microorganismos, un 7% de compuestos sintéticos inspirados en productos naturales, un 5% de compuestos semisintéticos y un 2% por productos biomodificados (alterados mediante enzimas). El lanzamiento de la base se divulgó en 2013 en el periódico Journal of Natural Products, uno de los más importantes del área, ligado a la American Chemical Society. El artículo fue mencionado en la página web de los National Institutes of Health de Estados Unidos como una de las publicaciones más relevantes sobre productos naturales de 2013. En noviembre, la base fue destacada en un artículo sobre bases de datos de productos químicos en la revista Drug Discovery Today, un periódico consagrado en el área del descubrimiento de fármacos. La base Zinc, la mayor del mundo en cuanto a química medicinal, con más de 35 millones de compuestos, con asiento en el Departamento de Química Farmacéutica de la Universidad de California en São Francisco, dispone ahora de un enlace cruzado (cross link) con la base del NuBBE, en otra señal de reconocimiento. “Recientemente, fuimos contactados por la Royal Society of Chemistry, del Reino Unido, que administra la Chem-Spider, una base de datos químicos mundialmente conocida, con 30 millones de estructuras provenientes de cientos de fuentes diferentes”, dice Bolzani. “La RSC está interesada en productos naturales de las regiones tropicales y ecuatoriales, y desea insertar nuestro catálogo en la plataforma de la Chem-Spider”.
Luana GeigerLa creación de la base de datos fue uno de los objetivos del proyecto de doctorado de Marilia Valli, becaria de la FAPESP, bajo la supervisión de Bolzani, en el marco del programa Biota-FAPESP (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 200). En 2013 se incorporó al Centro de Investigación e Innovación en Biodiversidad y Fármacos (CIBFar), uno de los 17 Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepid) de la FAPESP, que tiene como investigador responsable a Glaucius Oliva, docente del instituto de Física de São Carlos (IFSC) de la Universidad de São Paulo y presidente del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq) y a Vanderlan Bolzani como vicedirectora y una de las principales investigadoras. El CIBFar es la continuación de un Cepid coordinado por Oliva que funcionó entre 2000 y 2011, el Centro de Biotecnología Molecular Estructural, dedicado a estudios de la estructura y función de moléculas de interés biotecnológico.
El nuevo Cepid apunta a aprovechar la experiencia del anterior y asociarla al conocimiento acumulado por el NuBBE con el objetivo de desarrollar fármacos con base en compuestos hallados en la biodiversidad brasileña y también sustancias sintéticas. “Hay estructuras muy interesantes para el desarrollo de propuestas de fármacos. El tema ahora reside en asociar la información de la base de datos de investigación CIBFar con otros proyectos afines al programa”, dice Adriano D. Andricopulo, profesor del IFSC de la USP, coordinador de transferencia de tecnología y uno de los investigadores principales del CIBFar. “Hemos realizado diversos ensayos biológicos contra parásitos y células cancerígenas, y recientemente con sustancias investigadas por el NuBBE. Ahora intentamos caracterizar moléculas de origen natural para que sirvan como modelos alternativos para, posteriormente, dar proseguimiento a la investigación por medio de colaboraciones internacionales e internas, en Brasil. Ésa es nuestra perspectiva, dado que el Cepid nos garantiza inversión a largo plazo para desarrollar investigación bien estructurada y de alta calidad”, dice Andricopulo. El trabajo conjunto está ayudando al perfeccionamiento de la información de la base de datos. “Algunas de las propiedades de los compuestos son identificadas mediante cálculos matemáticos. Con el Cepid, compramos la licencia de un software para automatizar ese proceso y minimizar errores. Ya hemos hecho varias correcciones de los datos registrados”, afirma Vanderlan Bolzani.
Los compuestos descritos en la base de datos fueron identificados a lo largo del tiempo y figuran publicados en más de 170 artículos científicos. “La base reunió toda esa información que se hallaba en cierto modo dispersa”, dice Bolzani. Ahora se pretende incorporar nuevas sustancias identificadas por otros grupos de investigadores del país para generar una base con mayor número de sustancias aisladas de la biodiversidad brasileña. “Hemos comenzado a hacer un mapeo de sustancias provenientes de plantas estudiadas y publicadas por otros grupos del país, con dos becarios financiados por el CNPq y un proyecto de investigación del Pliego Universal aprobado recientemente. De esa manera, buscamos ampliar el número de sustancias y de información para poder contar en el futuro con una robusta base de datos de productos naturales brasileños, con información organizada y de utilidad para todos los interesados en esta área fascinante de la investigación”, dice la investigadora.
Luana GeigerSegún Adriano Andricopulo, la expansión de la base, con la inclusión de más compuestos de la biodiversidad brasileña, resulta relevante para la ampliación de las posibilidades de investigación. “La base de datos es de índole innovadora, pues reúne información y brinda la posibilidad de producir nuevos conocimientos. Si logramos expandirla, el país asumirá un rol preponderante en ese tipo de investigación”, afirma. “Hay varios grupos de Estados Unidos, de Europa y de aquí, de Brasil, que están utilizando la información aportada por la base de datos del NuBBE para realizar selecciones virtuales de sustancias, valiéndose de programas de computadora, un tipo de tecnología avanzada de planificación de nuevos fármacos. Creo que dentro de cierto tiempo empezaremos a observar los resultados de esas selecciones”, sostiene.
Bruno Villoutreix, docente de la Universidad Paris Diderot y autor principal del artículo en la revista Drug Discovery Today que mencionó al NuBBE, subraya que las bases de datos de compuestos químicos con informaciones fidedignas y precisas son fundamentales para la generación de nuevos conocimientos y para diseñar nuevas moléculas con fines terapéuticos. “Se sabe que muchos medicamentos disponibles en el mercado, alrededor de un 60% de ellos, son derivados de productos naturales o están inspirados en ellos”, le manifestó a Pesquisa FAPESP el profesor, quien hace 10 años que estudia la evolución de las bases de datos de ese tipo. “La colección del NuBBE contiene una gran cantidad de información valiosa que habitualmente no se encuentra disponible en otras recopilaciones. Aporta moléculas nuevas y originales y está construida como un banco de datos en el cual se pueden buscar varios tipos de informaciones, mientras que otras bases proveen tan sólo un archivo electrónico. Además, refleja la rica y singular biodiversidad de especies botánicas que se encuentran en Brasil y ciertamente contribuirá para la concepción de nuevos compuestos terapéuticos durante los próximos años”. Villoutreix señala que varias iniciativas similares se están desarrollando en otras partes del mundo, compilando productos naturales de especies vegetales medicinales africanas, plantas utilizadas en la medicina china y también la Ayurveda, el conocimiento médico desarrollado en la India en el transcurso de los últimos 7 mil años. “Esos proyectos deben estimularse. Es necesario garantizarles soporte financiero, pues les ayudarán a los científicos a proyectar nuevos compuestos terapéuticos, a adquirir nuevos conocimientos y brindarán su contribución en varias otras áreas”, afirma Villoutreix.
Proyectos
1. CIBFar – Centro de Innovación en Biodiversidad y Fármacos (nº 2013/ 07600); Modalidad Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepid); Investigador responsable Glaucius Oliva; Inversión R$ 18.219.303,58 para la totalidad del Cepid (FAPESP).
2. Productos Naturales del NuBBE, fuente de diversidad micromolecular para la planificación racional de nuevos agentes antitumorales (nº 2010/ 17329-7); Modalidad Beca de Doctorado; Investigadora responsable Vanderlan da Silva Bolzani; Becaria Marilia Valli; Inversión R$ 65.003,67 (FAPESP).
