Estudos com parasitas, patógenos e vetores de doenças com potencial epidêmico com foco em Saúde Pública. Prospecção de novos compostos bioativos, principalmente a partir de novas fontes naturais, com ênfase nas doenças de interesse em Saúde Pública e doenças tropicais negligenciadas (DTNs). 

Afetando mais de um bilhão de pessoas em áreas tropicais e subtropicais no mundo, incluindo o Brasil, as DTNs (doenças tropicais negligenciadas) custam às comunidades em desenvolvimento o equivalente a bilhões de dólares por ano em gastos diretos em saúde e produtividade, além das despesas para compensação das perdas nos níveis socioeconômico e educacional. O desenvolvimento de novos fármacos está entre as medidas estabelecidas pela Organização Mundial da Saúde para eliminação de DTNs, já que a maioria dos produtos disponíveis para o tratamento e controle dessas doenças estão em uso há mais de 40 anos, levando à preocupação com o risco de surgimento de patógenos resistentes. Medidas de controle ambiental para a eliminação da transmissão das DTNs compõem as abordagens estratégicas estabelecidas pela OMS dentro da meta de reduzir em pelo menos 40% até 2025 a incidência de doenças veiculadas por vetores. São incentivados os esforços de busca por novos pesticidas de custo reduzido e baixo risco para a saúde humana e ambiental.

Nesse contexto, foi implementada uma plataforma de ensaios de atividade biológica em modelos estabelecidos e validados com foco na descoberta de novos fármacos e produtos para tratamento e controle de doenças parasitárias de importância na Saúde Pública.

Um painel de ensaios de atividade biológica inclui os parasitas Schistosoma mansoni, causador da esquistossomose e o Trypanosoma cruzi, causador da doença de Chagas, doenças negligenciadas endêmicas no Brasil. Considerando o impacto dos parasitas nematóides na saúde humana e animal, foi incluído na plataforma o ensaio com o verme de vida livre Caenorhabditis elegans, um organismo modelo amplamente utilizado em estudos de laboratório. O ciclo completo do S. mansoni é mantido no Laboratório de Parasitologia há mais de 20 anos; os ensaios com T. cruzi são feitos no Laboratório de Fisiopatologia pelo Dr. André Tempone. Também são mantidos na Parasitologia, ectoparasitas como os carrapatos Rhipicephalus sanguineus e o vetor da bactéria causadora da febre maculosa, o carrapato Amblyomma sculptum. O laboratório mantém, também, colônias de mosquitos Aedes aegypti. 

Para o controle ambiental de parasitoses e de vetores de doenças, estão implementados na plataforma os ensaios de atividade em larvas de parasitas S. mansoni e em seus hospedeiros intermediários, os caramujos Biomphalaria glabrata. Alternativamente, a atividade larvicida é testada em larvas de C. elegans. A atividade em larvas de mosquitos Aedes aegypti também está incluída entre os ensaios para o desenvolvimento de novos pesticidas. Estão sendo padronizados os testes com carrapatos Amblyomma sculptum para avaliação de atividade repelente e carrapaticida.

Todos os ensaios do painel podem ser aplicados a bibliotecas de compostos sintéticos ou naturais. No caso de produtos naturais, a plataforma conta com a estrutura implementada para a obtenção de extratos, fracionamento, purificação, isolamento e caracterização de compostos ativos nos laboratórios de Parasitologia e de Bioquímica. Uma vez identificados os protótipos, são aplicadas estratégias e métodos computacionais de planejamento de novas entidades moleculares para a previsão in silico de potenciais alvos moleculares a fim de direcionar a otimização estrutural, proposição e classificação de bioativos inéditos.

O desenho da plataforma segue o roteiro dos ensaios pré-clínicos para o desenvolvimento de novos fármacos. Assim, compostos com atividade biológica já estabelecida nas primeiras etapas de testes são avaliados quanto a possíveis efeitos tóxicos em ensaios de citoxicidade e genotoxicidade in vitro em células de mamífero.

Os estudos de bioprospecção têm gerado grandes coleções de extratos, que, em tese, resultariam no isolamento dos compostos ativos. Entretanto, poucos trabalhos vão além da identificação de espécies ativas por meio da avaliação de extratos brutos, chegando a candidatos a protótipos. Assim, diferentes abordagens estão sendo empregadas na identificação de compostos ativos a partir de extratos brutos. A combinação do monitoramento biológico e dos dados espectrais de amostras complexas possibilita direcionar as operações de fracionamento e favorece o isolamento dos compostos ativos, abordagem usada em metabolômica.

Na linha de pesquisa de Ecotoxicologia, são feitos estudos para avaliar a qualidade de corpos hídricos e os diversos efeitos de poluentes clássicos e emergentes em diferentes matrizes, como efluentes, amostras ambientais e substâncias químicas, além do desenvolvimento de novos métodos de ensaio ecotoxicológicos, por meio de análises biológicas utilizando como modelo gastrópodes de água doce. A perspectiva do grupo de pesquisa é a busca por uma abordagem transdisciplinar, integrando conceitos de saúde animal, humana e ambiental, para contribuir na saúde pública e sustentabilidade dos ecossistemas.

1. Interunidades em Biotecnologia – USP/IBu/IPT
2. Toxinologia (PPGTox) Instituto Butantan

1. Dos Santos, G.S.; Miyasato, P.A.; Stein, E.M.; Colepicolo, P.; Wright, A.D.; Pereira, C.A.De Bragança; Falkenberg, M.; Nakano, E. Algal-Derived Halogenated Sesquiterpenes from Laurencia dendroidea as Lead Compounds in Schistosomiasis Environmental Control. Marine Drugs, v. 20, p. 111, 2022. DOI10.3390/md20020111
2. Stein, E.M.; Tajú, S.G.; Miyasato, P.A.; De Freitas, R.P.; Tallarico, L.De F.; Dos Santos, G.S.; Luiz, G.L.F.; Rofatto, H.K.; Da Silva, F.N.V.; Colepicolo, P.; Macedo, A.L.; Carollo, C.A.; Nakano, E. The Prospective Use of Brazilian Marine Macroalgae in Schistosomiasis Control. Marine Drugs, v. 19, p. 234, 2021. DOI10.3390/md19050234. 6 citations on the Web of Science.
3. Moraes, J.; Kaiser, J.; Ingram, K.; Nascimento, C.; Yamaguchi, L.F.; Bitencourt, C.B.; Bemquerer, M.P.; Leite, J.R.S.A.; Kato, M. J.; Nakano, E. In vitro synergistic interaction between amide piplartine and antimicrobial peptide dermaseptin against Schistosoma mansoni. schistosomula and adult worms. Current Medicinal Chemistry, 20:301-309, 2013.  DOI: 10.2174/092986713804806694. 30 citations on the Web of Science.
4. Rapado, L. N.; Pinheiro, A. De Sá; Lopes, P. O. M. V.; Fokoue, H. H.; Scotti, M. T.; Marques, J. V.; Ohlweiler, F. P.; Borrely, S. I.; Pereira, C. A. B.; Kato, M. J.; *Nakano, E.; *Yamaguchi, L. F. Schistosomiasis Control Using Piplartine against Biomphalaria glabrata at Different Developmental Stages. PLoS Neglected Tropical Diseases, 7:22, 2013. *These authors contributed equally to the organization of this article. DOI: 10.1371/journal.pntd.0002251. 27 citations on the Web of Science.
5. Patente depositada: Nakano, E.; Butantan, I.; Colepicolo, Pio U. S. P.; Taju, Sara Guibunda; Stein, Erika M. Patent: Privilégio de Inovação. Número do registro: BR10202202070, title: "Uso de compostos octodenos halogenados na preparação de um medicamento para prevenção e/ou tratamento de esquistossomose e para aplicação em águas infestadas por caramujos e cercárias", Registered on 11/10/2022 at INPI - Instituto Nacional da Propriedade Industrial.

Alunos atuais

Concluídos

Planejamento e síntese de compostos bioativos originados de algas marinhas para combater a esquistossomose. Auxilio regular- FAPESP16/16223-7- Coordenadora 

Vigência: 01 de junho de 2017 - 31 de dezembro de 2020

Pio Colepicolo – Instituto de Química – Universidade de São Paulo

Marina Tavares – Instituto de Química – Universidade de São Paulo

Carlos Alexandre Carollo – UFMS – LaPNEM, Faculdade de Ciências Farmacêuticas. 

Conor Caffrey - Center for Discovery and Innovation in Parasitic Diseases, Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, University of California, San Diego

Prêmios 

2013 Prêmio Tese Destaque USP, USP.

2012 Menção honrosa prêmio CAPES de Tese, CAPES.

2012 Prêmio Vale-Capes de Ciência e Sustentabilidade, Vale-Capes.