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24/06/2015
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Grupo de Estudos da Multifuncionalidade Biológica de Toxinas Visando sua Aplicação Terapêutica - Instituto Butantan – São Paulo

Grupo de Estudos da Multifuncionalidade Biológica de Toxinas Visando sua Aplicação Terapêutica - Instituto Butantan – São Paulo

 

Quando foi fundado em 1960 pelo Dr. Willy Beçak, o Laboratório de Genética do Instituto Butantan não tinha uma linha de pesquisa relacionada com o estudo das toxinas de animais peçonhentos. Porém, o Dr. Willy Beçak e a Dra. Maria Luiza Beçak foram pioneiros na época, no Brasil e no mundo, no desenvolvimento de inovadoras técnicas citogenéticas e iniciando o estudo de cariótipos de serpentes e anfíbios. Além disso, a Dra. Itamar Romano Garcia Ruiz vem estudando a organização de genes que codificam as toxinas bothropasina e jararagina do veneno de Bothrops jararaca.

De fato, a Toxinologia começou a se desenvolver neste laboratório com a vinda da Profª. Dra. Irina Kerkis, atual diretora deste laboratório, que se interessou pela área da Toxinologia, estimulada pelo Prof. Dr. Tetsuo Yamane, na época um inspirador e um dos fundadores do Laboratório de Toxinologia e do Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CAT CEPID). Uma das primeiras e importantes descobertas feitas por este grupo veio através da união das duas competências distintas da Dra. Irina e Dr. Alexandre Kerkis (integrante do Laboratório de Genética), que são especialistas em células tronco e que estavam desenvolvendo um modelo novo utilizando as células tronco embrionárias de camundongo para descoberta das novas drogas quando, juntamente com o Dr. Tetsuo Yamane, testaram a bioatividade da crotamina, toxina isolada da cascavel Sul Americana, Crotalus durissus terrificus, em seus modelos celulares. O Prof. Dr. Gandhi Rádis-Baptista, na época aluno de Doutorado, também contribuiu nesta colaboração. Mais tarde o Dr. Álvaro Rossan de Brandão Prieto da Silva se integrou ao grupo no Laboratório de Genética.  Desta forma, foi pela primeira vez na ciência demonstrado, que uma toxina isolada do veneno de uma serpente possui as propriedades de uma classe específica das moléculas químicas, chamadas Peptídeos Célula Penetrantes (PCP), e que é considerada uma ferramenta biotecnológica poderosa para ser usada como carreadora de outras biomoléculas como, por exemplo, moléculas com ação anticancerígena. Além disso, demonstramos que a crotamina tem importantes características que possibilitam utilizá-la como um marcador do ciclo celular e de células proliferativamente ativas. Em seguida, o grupo, em colaboração com o Prof. Dr. Jan Tytgat, da Univ. Católica de Leuven, caracterizou as propriedades eletrofisiológicas da crotamina como bloqueador de canais de potássio dependentes de voltagem. Desta forma a crotamina foi classificada como uma molécula multifuncional e está no foco dos estudos deste grupo, assim como outras toxinas animais que também apresentam a mesma funcionalidade.

O grupo atua em uma rede multidisciplinar, criando laços de colaboração no Brasil e exterior: integrando Fortaleza e Manaus com os grupos do Prof. Dr. Gandhi Rádis-Baptista na Universidade Federal do Ceará - UFC (Instituto de Ciências do Mar - Labomar) e do Prof. Dr. Tetsuo Yamane coordenador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia: Centro de Energia, Ambiente e Biodiversidade (INCT - CEAB). O grupo também atua em colaboração com o

Dr.Mikhail Kolonin, da Universidade de Texas, Houston TX, USA, e Dr. Glauco Souza da Nano3D Biosciences, Inc. (n3D), também da Universidade do Texas, e com o Dr. Simon Ming-Yuen Lee, do Departamento de Biologia Celular da Faculdade de Medicina da Universidade de Macau, e com grupos de especialistas em química de proteínas da Universidade Pompeu Fabra, de Barcelona, na Espanha, e em biofísica, da Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, em Portugal.

O grupo desenvolve, sob a Coordenação da Dra. Irina, o projeto denominado “Estudo da multifuncionalidade biológica de toxinas visando sua aplicação terapêutica” do programa de Toxinologia da CAPES.  O projeto visa a formação de um núcleo de excelência integrado a uma rede de alta tecnologia baseada na multifuncionalidade biológica de toxinas, com duas equipes em colaboração acadêmica no Sudeste e no Norte e Nordeste, visando à inovação e a difusão biotecnológica no país, bem como a formação de recursos humanos altamente qualificados para a pesquisa básica e no setor produtivo químico-farmacêutico. O grupo atua na investigação de novas moléculas provenientes de peçonhas animais com propriedades biológicas únicas, por meio da análise de novos transcriptomas, com especial enfoque em Cnidários e Himenópteros, bem como abordagens por clonagem gênica, e pelo estudo das suas propriedades capazes de interferir em modelos de células tronco e de diferenciação celular.

O grupo tem especial interesse na produção de peptídeos minimizados capazes de translocar membranas, com a finalidade de veicular drogas, por exemplo, as cancerígenas e biomarcadores para o interior das células, bem como no estudo de peptídeos antimicrobianos isolados de organismos marinhos e serpentes. Entre seus objetivos principias, tem especial interesse em modelos de validar a eficácia da atividade antitumoral destes peptídeos. É característica e parte fundamental do projeto, a utilização de células troncos como modelo para testar, bem como validar farmacológica e terapeuticamente, novas propriedades de peptídeos biologicamente ativos e de outras toxinas capazes, de interferirem no ciclo, na comunicação e na diferenciação celular.

A equipe atualmente conta com três alunos de pós-doutorado CAPES: Dr. André Zaharenko, Dr. Cláudio Borges Falcão e Dr. Paulo de Sá; compõem o grupo seis doutorandos: Carolina Sidrim de Paula Cavalcante Targino doutoranda em Ciências Farmacêuticas da Faculdade de Farmácia da UFC e atualmente em doutorado sanduíche no laboratório do Catedrático Prof. David Andreu, Univeristät Pompeu Fabra, Barcelona, Espanha e Nicole Caroline Mambelli Lisboa do no Programa de Pós-graduação em Toxinologia do Instituto Butantan, atualmente em doutorado sanduíche no laboratório do Prof. Dr. Jonathan R. Brody- Jefferson - Pancreas, Biliary and Related Cancer Center Thomas Jefferson University, Philadelphia USA. Jean-Etienne Romaric Leandre Morlighem e Patrícia Raquel Nogueira Vieira, ambos no programa de Biotecnologia da Rede Nordeste de Biotecnologia/Universidade Federal do Ceará, e Bruna Pereira de Morais no Programa de Pós-Graduação Interunidades em Biotecnologia IPT-ICB/USP-Butantan. Também integram o grupo os mestrandos Leandro Augusto Freire Boralli, no Programa de Pós-Graduação em Biologia Estrutural e Funcional da UNIFESP e Milena de Mello Campos Leinmüller, no

Programa de Pós-Graduação Interunidades em Biotecnologia IPT-USP-Butantan, além da estudante de iniciação cientifica Marcelly Leone.

O grupo conta ainda com a inestimável colaboração e suporte do grupo liderado pelo Dr. Inácio Junqueira de Azevedo do Laboratório Especial de Toxinologia Aplicada-Instituto Butantan, e tem grande empenho em estabelecer outras colaborações com diferentes regiões do país interessados em estudar peptídeos bioatívos em modelos celulares. 



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