Robôs que fazem ciência: Desvendando as Proteínas #Singularidade
Autor: Eliézer Pimentel | Publicado: 2011-05-17T23:21:00-03:00

O Brasil tem todas as condições para contribuir para os avanços tecnológicos no campo da automação.

Esses avanços estão revolucionando a pesquisa para a descoberta de novos fármacos a partir da síntese de novas moléculas, de acordo com Otávio Thiemann, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da Universidade de São Paulo (USP).

Thiemann participou em Abril em São Paulo, do Simpósio sobre Biologia Sintética e Robótica, que teve como objetivo divulgar o novo campo multidisciplinar que envolve a automação e a síntese de biocomposto.

O evento foi organizado pela FAPESP e o Consulado Britânico em São Paulo, que fazem parte da Parceria Brasil Reino-Unido em Ciência e Inovação.

Cristalografia De Proteínas

Durante o evento, o pesquisador fez uma avaliação dos progressos e perspectivas de aplicações de robótica para cristalografia de proteínas - uma técnica que permite "enxergar" as moléculas de proteína em nível atômico.

As estruturas das moléculas, no entanto, não podem ser vistas corretamente, pois sua escala é menor do que o comprimento de onda da luz visível.

Devido a isso, os cientistas usam alta energia de raios-X, produzidos por linhas de luz síncrotron, para distinguir distâncias atômicas da ordem de alguns angstroms.

O processo genético é visto em resolução atômica.

Thiemann utiliza a técnica para a elucidação da estrutura molecular e função de proteínas-alvo na fisiologia dos parasitas, como Leishmania e Trypanosoma e também para avaliar o potencial destas moléculas para o desenvolvimento de novas drogas.

"Fases múltiplas de cristalografia de proteínas foram automatizadas, mas ainda existem alguns gargalos. As tecnologias de automação, no entanto, estão avançando rapidamente e devem fazer todo o ciclo muito mais rápido", disse Thiemann.

Com os avanços na área da robótica em certas fases do processo, segundo o pesquisador, a ciência progride para cristalizar um grande número de proteínas simultaneamente, em vez de estudar a estrutura de cada uma delas separadamente. "Isso vai reduzir significativamente o caminho para a descoberta e aperfeiçoamento de drogas", explicou.

Ciência Robótica

Segundo o cientista, o processo para obter a cristalização das moléculas - desvendando sua estrutura, sua dinâmica e sua atividade - não é trivial. Suas diversas fases, no entanto, podem ser diferenciados em dois mundos diferentes: a produção de proteína e a cristalização em si.

"Na produção da proteína, apesar de a automação não ter sido tão bem estabelecida, existem vários robôs que podem ajudar em várias fases do processo. Mas isso faz parte do final de cristalização, então temos alguns gargalos fundamentais para superar em todo o processo", disse.

"A automação da montagem da proteína no difratômetro - o equipamento usado para analisar a estrutura da molécula - é fundamental para mudar a escala do processo", disse ele.

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Uma vez feito isto, o robô se encarrega do resto, o alinhamento do cristal corretamente antes de o feixe de raios-X - "Na minha opinião, este é o ponto que ainda está suscetível a grandes avanços em matéria de inovação. Se o robô pode "fisgar" para o difratômetro de monocristais e colocá-lo em todo o processo, vai passar a um outro nível ", disse Thiemann.

Uma das alternativas atualmente utilizada é o de reduzir as chances de que o cristal cresça livremente na gota de cristalização, imobilizando-a dentro de um capilar.

"Mas estas são iniciativas que ainda estão em fase inicial. Quando o cristal cresce, muitas vezes a intervenção humana é necessária. É preciso discernimento para saber se o cristal é bom ou não, &nbsp;ou se tem outras características de seu ambiente que precisam ser removidos ", disse ele.

Cristalização Automatizada

Como parte deste processo ainda necessita de intervenção humana, o processo sofre interrupções contínuas. A automatização irá acelerar, dispensar cuidados específicos e ainda trabalhar 24 horas por dia.

"Se, por exemplo, uma enzima com 500 ou mil possíveis compostos para avaliar as características da molécula e, posteriormente, para melhorar a sua ação, nós temos de criar condições para a cristalização de todos esses cocristalizações", observou Thiemann.

"Nesse processo, você precisa encontrar um composto, voltar, cocristalizar o composto, aprender, voltar mais uma vez para sintetizar o composto de novo e assim por diante. Este ciclo pode se tornar muito mais ágil com a automação", disse ele.

Com mais agilidade, seria possível cristalizar as moléculas simultaneamente em grande escala. "Cristalizar a proteína é diferente de cocristalizar a&nbsp;proteína&nbsp;com um inibidor nele. As condições podem ser bastante diferentes dependendo do composto e o número de combinações possíveis é enorme. Geralmente, nós cocristalizamos uma proteína com inibidores de uma ou duas - que dão muito trabalho aos estudantes. Com o robô, nós poderíamos fazer isso em larga escala ", disse ele.

Robótica e inteligência artificial

Para o professor da USP, a tecnologia de robótica está avançando em um ritmo muito rápido, bem como tecnologia da informação, que permite a análise e distinção dos padrões de imagem.

"Além disso, a inteligência artificial faz com que o programa aprenda a fazer exatamente isso, alimenta &nbsp;o software para que ele possa executar uma próxima rodada, com a maior taxa de sucesso possível", disse ele.

Ele disse que há perspectivas de desenvolvimento desta tecnologia em vários centros no Brasil.

"Existem alguns programas de pós-graduação - como mecatrônica e robótica - para formação de pessoas nessa área. Mas este é essencialmente um segmento multidisciplinar. Precisamos, não apenas de alguém que possa montar um robô, mas alguém que possa fazê-lo com uma finalidade específica. Precisamos de pessoas com diferentes formações, e certamente isso é possível desenvolver no Brasil", disse ele.

Fonte: Everyday Science