Pesquisadores desenvolvem banco de estruturas 3D de moléculas responsáveis pela aceitação ou rejeição de órgãos transplantados

Aumentar o número de transplantes entre pacientes com falência irreversível de órgãos e diminuir as chances de rejeição é o maior desafio da imunologia moderna. Rejeições ocorrem quando há algum dano à estrutura ou funcionalidade do órgão transplantado pelo sistema imunológico do receptor, que pode utilizar diferentes mecanismos para atacar o órgão recebido. Porém, o mais preocupante é quando envolve anticorpos do receptor que reconhece como estranho um conjunto de moléculas presentes no órgão transplantado. A presença desses anticorpos impede a realização do transplante, e, por esse motivo, a realização de testes para a detecção dos anticorpos é condição fundamental para a terapia.

Nesse cenário, abre-se espaço para o desenvolvimento de novas ferramentas facilitadoras, especialmente pelo emprego da bioinformática. Foi exatamente o que fez um grupo de pesquisadores em trabalho recente realizado no Laboratório de Imunogenética e Biologia Molecular (LIB), da UFPI. O trabalho, tese de doutorado da aluna Deylane Menezes, do Programa de Doutorado em Biotecnologia – Rede Nordeste de Biotecnologia (RENORBIO), teve como base a modelagem tridimensional das moléculas presentes nos órgãos dos doadores e que são os alvos dos anticorpos, bem como a criação de um software para gerenciamento das estruturas.

Como funciona - Denominado pHLA3D, o software apresenta as chamadas moléculas HLA em termos dos seus blocos de construção: os aminoácidos. Por assim fazer, o software permite uma análise refinada da interação entre o anticorpo e a molécula HLA. O pHLA3D pode ser acessado, via internet, e auxilia profissionais da saúde na tomada de decisão quanto à escolha do melhor par doador-receptor.

 Professor Adalberto Socorro, coordenador da pesquisa

“Estamos tentando migrar do mecanismo sorológico de avaliação dos riscos de rejeição, para ferramentas de bioinformática, que permitem esmiuçar a identificação de anticorpos por subtipos. Com a evolução das pesquisas, percebeu-se que o reconhecimento pelo anticorpo que leva à rejeição não estava na molécula HLA em si e sim em pequenas estruturas, feitas de aminoácidos, os “epítopos”, explica o professor Adalberto Socorro, coordenador da pesquisa, ao detalhar como funcionam os exames de compatibilidade, em que a meta é fazer o cruzamento dos “epítopos” de doador e receptor. 

Se essas pequenas estruturas diferem entre doador e receptor elas podem ativar o sistema imunológico quando da realização do transplante, aumentando o risco da formação de anticorpos deletérios que resultam na rejeição do órgão. A imagem em 3D mostra exatamente a posição dos “epítopos” na molécula e qual a possibilidade de interação destes com os anticorpos. Se os epítopos não estiverem expostos para a ligação com o anticorpo, as chances de rejeição são mínimas, o que aumenta a oportunidade de achar mais doadores para casos mais complicados.

“ Teoricamente, a melhor  condição para realização de um transplante é quando os indivíduos compartilham exatamente as mesmas moléculas, porém, com o uso da tecnologia,  ainda que doador e receptor tenham moléculas diferentes é possível que essas moléculsa não tenham uma combinação de aminoácidos para as quais o receptor formou anticorpo, ou ainda, que esteja em local “escondido” e que não possa ser acessado. Dessa forma, não haverá impedimento para a transplante, porque são baixas as chances de ocorrer rejeição”.

Aluna de doutorado Deylane Teles

A tese de doutorado na Área de Tecnologia em Saúde de Deylane Teles deve ser defendida em 2020. Ela explica que a pesquisa está na segunda fase, com a inserção de novas imagens de molécula HLA, para auxiliar ainda mais os médicos. O trabalho de modelar estruturalmente as moléculas HLA, realizado por Deylane e a equipe, segue o padrão desenvolvido pelo Prof. Dr. Ricardo Ramos, do Laboratório de Pesquisa em Sistemas de Informação, do Instituto Federal do Piauí (IFPI), inclusive tema de doutorado do pesquisador em Bioinformática Estrutural. 

“ Para o médico decidir pela realização do transplante de um órgão, ele precisa realizar análises dos dois tipos de molécula HLA, classe I e classe II, do doador e do receptor. Já concluímos a modelagem das moléculas de Classe I, que estão inseridas no banco online; agora, estamos fazendo a modelagem de 120 moléculas de Classe II, e ao terminar, faremos  o processo de validação e consequente inserção no banco online. Tenho intenção de publicar o segundo artigo já com a segunda parte do projeto até o final do ano”, adianta a doutoranda, que desde a iniciação científica trabalha com estudos de moléculas HLA. 

O software é um esforço em conjunto de pesquisadores da UFPI, IFPI, e UESPI, que se integram a pesquisas já desenvolvidas no LIB, juntamente com o curso de Análise e Desenvolvimento de Sistemas do IFPI e ao grupo de pesquisa em Química Quântica Computacional e Planejamento de Fármacos da UESPI, representado pelo professor Francisco das Chagas.

Google maps da imunologia  - Integrante da equipe da pesquisa, o doutorando em bioinformática, Mário Marroquim, chama a atenção para o fato de a ferramenta permitir estudar as diferenças entre doador e receptor em nível molecular. 

Doutorando em bioinformática, Mário Marroquim

“ A ferramenta atua para dar um “zoom” para perceber as diferenças de molécula entre doador e receptor em nível molecular. Para aumentar o número de transplantes, temos que achar mais gente compatível. O que vemos é que antigamente muita gente considerada incompatível, daria para transplantar, porque, na verdade, essa incompatibilidade era falsa”, avalia Marroquim.

O Laboratório de Imunogenética e Biologia Molecular (LIB) realiza atualmente todos os exames de histocompatibilidade de transplantes renais do Piauí e agora também os de medula óssea do Maranhão, para avaliar a compatibilidade molecular entre doador e receptor.

A ferramenta está em uso desde o mês de junho, e pode ser acessada livremente no site  www.phla3d.com.br.