Portugal - Estudo da Universidade de Coimbra conclui que ribeiras urbanas estão poluídas por fármacos

Um estudo liderado por investigadores da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC), em colaboração com a Faculdade de Farmácia da UC (FFUC), concluiu que as ribeiras urbanas estão poluídas por uma grande diversidade de fármacos, afetando organismos aquáticos e processos ecológicos.

 

«A revisão de literatura mostrou que ribeiras urbanas, para além dos rios, são um ecossistema de água doce crítico quando se trata da ocorrência de fármacos. Estas atravessam zonas muito urbanizadas e dado o seu pequeno volume de água e fraca capacidade de diluição podem ficar altamente poluídas, levando depois esses poluentes para os rios principais», alerta Maria João Feio, investigadora do Departamento de Ciências da Vida (DCV) da FCTUC e do Centro de Ciências do Mar e do Ambiente (MARE). 

Esta investigação, publicada na prestigiada revista Water Research, teve como objetivo perceber o estado de contaminação de ribeiras urbanas por fármacos e os seus impactos no ecossistema e nos organismos aquáticos. Assim, os especialistas realizaram uma revisão bibliográfica de estudos científicos realizados em todo o mundo.

«Neste trabalho registámos, em 49 ribeiras urbanas, a presença de 139 fármacos, pertencentes a dez grupos terapêuticos, em 13 países de quatro continentes, com predominância de anti-inflamatórios e anticonvulsivos. Metabolitos dos fármacos foram também detetados, mas mais raramente analisados», revela Fernanda Rodrigues, estudante de doutoramento em Engenharia do Ambiente. 

A equipa de investigação detetou fármacos como diclofenaco, ibuprofeno e paracetamol (analgésicos, anti-inflamatórios, antipiréticos e anestésicos); claritromicina e eritromicina (antibióticos, antifúngicos e antipruriginosos); fluoxetina e citalopram (psicofármacos); estrona, 17β-estradiol e etinilestradiol (hormonas); e genfibrozila (reguladores lipídicos).

Em Portugal, foram estudadas três ribeiras urbanas tendo sido detetado nas águas o total de oito fármacos. Observou-se ainda, numa das ribeiras, um alto risco para os invertebrados aquáticos devido a um antidepressivo, a fluoxetina.

De acordo com as especialistas, «os efeitos nos organismos aquáticos e processos ecológicos foram variados, desde bioacumulação, desregulação endócrina, crescimento deficiente, inibição de reprodução, aumento da mortalidade e distúrbios de eclosão até alterações morfológicas e diminuição da produção primária bruta e de biomassa».

Este estudo trouxe uma visão global sobre a questão dos fármacos em ribeiras urbanas. A investigação mostrou ainda a necessidade de investir em novos estudos, nomeadamente em Portugal e na Europa, onde a equipa está a investigar esta questão. «Perceber como chegam estes fármacos aos ecossistemas ribeirinhos, de forma a minimizar a sua entrada, e conseguir eliminar estes poluentes da água é essencial para salvaguardar a saúde dos ecossistemas e organismos aquáticos, mas também a saúde humana, numa abordagem One Health (Uma Só Saúde)», terminam.

O artigo científico “Pharmaceuticals in urban streams: A review of their detection and effects in the ecosystem” contou ainda com a participação dos investigadores Luísa Durães, Nuno Simões, André Pereira e Liliana Silva. Universidade de Coimbra - Portugal

Portugal - Desenvolvido tratamento inovador que remove fármacos das águas residuais através da biofiltração da amêijoa asiática

Um grupo de investigadores da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC), em colaboração com a Faculdade de Farmácia (FFUC), desenvolveu um tratamento inovador que utiliza a biofiltração da amêijoa asiática para remover fármacos das águas residuais.

Este trabalho está a ser desenvolvido no âmbito do projeto Development of biofiltration strategies for water recovery (BIOFREE), um dos vencedores da 4.ª edição dos Prémios Projetos Semente de Investigação Científica Interdisciplinar da Universidade de Coimbra.

«Este projeto pretende tirar partido da amêijoa asiática, dando-lhe uma aplicação e, simultaneamente, ajudar no seu combate, uma vez que é uma espécie invasora. O objetivo é remover fármacos presentes nas águas residuais permitindo a sua reutilização mais segura», esclarece João Gomes, investigador do Centro de Engenharia Química e Recursos Renováveis para a Sustentabilidade (CERES) do Departamento de Engenharia Química (DEQ).

Até ao momento, «fizemos quatro ensaios laboratoriais em que testámos a eficácia deste processo por 24 e 48 horas e também com amêijoa reutilizada. Detetámos 17 compostos pertencentes a seis grupos fármaco-terapêuticos diferentes, sendo que onze foram removidos com sucesso pelas amêijoas», revela André Pereira, docente da FFUC.

De acordo com os investigadores do projeto, não há uma diferença considerável ao nível dos tempos testados. «Obtivemos uma média de remoção de 44% em 24 horas e em 48 horas a percentagem é de 46, ou seja, o aumento de tempo não promoveu diferenças significativas. Apesar de parecer abstrato, é bom, pois implica que o volume de água a reter no tratamento seja menor. Este sistema funciona claramente bem», asseguram.

Segundo João Gomes, «o grande desafio foi construir um biofiltro eficiente que permita que a amêijoa fique retida, pois como espécie invasora convém que não haja libertação desta para o meio ambiente, apenas da água tratada», desvenda.

Com este projeto pretende-se prevenir futuros problemas ambientais, mas também de saúde animal e humana. Para André Pereira, não é possível dissociar a saúde animal da humana e ambiental. «A questão dos fármacos é um bom exemplo. O que acontece é que depois de os tomarmos vão para a ETAR e daí para o rio, afetando o ecossistema animal, ambiental e, posteriormente, a nossa saúde, através da água do rio que é captada para consumo humano. É sempre importante perceber que estamos a atuar nestas três vertentes, que são indissociáveis», conclui. Universidade de Coimbra - Portugal 

Portugal - Investigação da Universidade de Coimbra usa Inteligência Artificial para acelerar a descoberta de novos fármacos

Uma equipa de investigadores da Universidade de Coimbra (UC) criou um modelo computacional inovador que pode vir a tornar mais rápido e menos dispendioso o desenvolvimento de novos fármacos para serem aplicados no tratamento de cancro, focados no contexto biológico da doença. Os resultados do estudo foram publicados na revista “Briefings In Bioinformatics”.

Considerando que a descoberta de um fármaco é um processo extremamente complexo, moroso e dispendioso, este trabalho, que resulta de uma colaboração entre a Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCTUC) e a Faculdade de Farmácia (FFUC) da UC, teve como objetivo encurtar as etapas iniciais de desenvolvimento de fármacos, recorrendo à Inteligência Artificial (IA), através de métodos computacionais que consigam gerar compostos farmacologicamente interessantes de uma forma mais rápida e automatizada.

Para desenvolver o novo modelo, a equipa do Departamento de Engenharia Informática da FCTUC recorreu a técnicas de Machine Learning, designadamente Deep Learning – um método que utiliza redes neuronais artificiais. Estas estruturas permitem criar modelos inteligentes «através da mimetização da capacidade de aprendizagem dos modelos biológicos. Deste modo são capazes de identificar padrões embebidos em conjuntos de dados e, a partir daí, é possível obter modelos que geram novas estruturas moleculares e que preveem propriedades biológicas de interesse», explica Tiago Oliveira Pereira, primeiro autor do estudo, que faz parte do seu doutoramento, orientado pelos professores Maryam Abbasi e Joel P.  Arrais.

Os investigadores utilizaram também o designado Reinforcement Learning (aprendizagem por reforço), que permite otimizar o modelo generativo durante a exploração do espaço químico existente. «À medida que o modelo gera novas moléculas, ele recebe uma recompensa, que será maior ou menor, dependendo do estado de otimização das propriedades dos compostos. Assim, ao longo deste processo de otimização, o gerador de compostos vai aprender a identificar as regiões do espaço químico que lhe permitam obter maior recompensa e melhores compostos», refere o investigador da FCTUC.

O modelo desenvolvido é inovador porque, explicam os autores, «é um modelo que combina informação química, através dos compostos, e biológica, por via de informação da expressão génica, de modo a encontrar moléculas promissoras na inibição do recetor e que não causem efeitos indesejados ao sistema biológico».

Com a colaboração do laboratório do professor Jorge Salvador da FFUC, foi possível aplicar o modelo num caso de estudo para a geração de compostos capazes de inibir a proteína USP7 (Ubiquitin specific protease 7). Esta proteína, sublinha Tiago Oliveira Pereira, assume um papel fundamental «na progressão de vários tipos de cancro e, atualmente, é vista como um recetor importante para o desenvolvimento de fármacos».

Os resultados obtidos nas experiências realizadas são altamente promissores, tendo o modelo demonstrado elevada capacidade para gerar moléculas potenciais inibidoras da USP7. «Mais de 90% das moléculas continham propriedades físicas, químicas e biológicas essenciais para que ocorra a interação com o recetor. Para além disto, verificámos que alguns compostos gerados pelo modelo apresentam semelhanças com fármacos anticancro ao nível dos seus grupos ativos, o que valida a abordagem implementada», relata Tiago Oliveira Pereira.

Apesar de ter sido validado com dados de cancro da mama, o novo modelo computacional pode ser aplicado a «diversos contextos em que se possam obter dados de expressão génica associados à progressão da doença», explica o investigador, adiantando ainda que os próximos passos da investigação vão incidir na melhoria da arquitetura implementada e na «definição de um conjunto de métodos de validação para filtrar as moléculas obtidas e, dependendo dos resultados, avançar para a síntese dos melhores compostos».

Este estudo foi cofinanciado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT), pelo Programa de Investimento e Despesas de Desenvolvimento da Administração Central (PIDDAC) e por fundos europeus, através do projeto D4-Deep Drug Discovery and Deployment. Universidade de Coimbra - Portugal

 

Portugal - Estudo revela que fármaco usado no tratamento da epilepsia pode ser terapia promissora para a Doença de Machado-Joseph

Um estudo desenvolvido no Centro de Neurociências e Biologia Celular da Universidade de Coimbra (CNC-UC) revela que a carbamazepina, um fármaco usado no tratamento da epilepsia, pode ser uma terapia promissora para a doença de Machado-Joseph.

Coordenado por Luís Pereira de Almeida, docente da Faculdade de Farmácia da Universidade de Coimbra (FFUC) e investigador principal do CNC-UC, e por Ana Ferreira, do CNC-UC, este trabalho já se encontra publicado na revista científica Neuropathology and Applied Neurobiology.

A doença de Machado-Joseph, também conhecida como ataxia espinocerebelosa do tipo 3, é uma doença neurodegenerativa hereditária sem cura, causada por uma alteração num gene. Essa alteração origina uma forma mutada da proteína ataxina-3 que tende a acumular em forma de agregados no cérebro, conduzindo também a disfunção e morte neuronal. A doença provoca problemas na marcha, no equilíbrio, na fala, na deglutição, nos movimentos oculares e ainda no sono.

A carbamazepina é um fármaco aprovado para outras indicações patológicas, incluindo a epilepsia, e, por isso, pode ser rapidamente reutilizado para tratar outras doenças, o que acaba por ser vantajoso. Com o objetivo de encontrar novas terapias farmacológicas para tratar a doença de Machado-Joseph, os investigadores testaram o potencial deste medicamento como promotor da autofagia (mecanismo de eliminação de proteínas anormais), através de modelos in vitro e in vivo da doença.

A equipa decidiu testar este fármaco depois de ter percebido, «numa investigação anterior, que a via da autofagia está desregulada na doença de Machado-Joseph, o que significa que a proteína mutante não é eliminada eficazmente. Por outro lado, observámos que a estimulação da autofagia, por uma estratégia de terapia génica, promoveu neuroproteção em modelos da doença», explica Ana Ferreira, a primeira autora do artigo científico.

Nas experiências realizadas com ratinhos, «após a administração da carbamazepina, num regime de tratamento específico, percebemos que o fármaco foi capaz de aumentar a autofagia e promover a degradação da proteína mutante. Além disso, o tratamento reduziu os défices motores e a neuropatologia nos modelos animais de doença», destaca a investigadora do CNC.

Além de Luís Pereira de Almeida e Ana Ferreira, participaram no estudo Sara Carmo-Silva, José Miguel Codêsso, Patrick Silva e Clévio Nóbrega, também investigadores do CNC, e Alberto Martinez e Marcondes França Jr., do Departamento de Neurologia da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Estadual de Campinas (Brasil).

Ao demonstrar que o fármaco carbamazepina pode ser útil para tratar a doença de Machado-Joseph, e possivelmente outras doenças semelhantes, este estudo representa «um passo em frente na procura por um tratamento eficaz para esta doença neurodegenerativa, apesar de estar longe de ser uma cura», concluem os autores do estudo. Universidade de Coimbra - Portugal