23/11/2023 - tecnologia-e-inovacao

Um exercício de previsão tecnologica, o futuro da proteómica

Por pablo ortega

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A proteómica é um dos campos mais proeminentes nas ciências da saúde desde tempos recentes. É, essencialmente, o estudo das proteínas presentes em certas condições e estímulos. A proteómica é um campo vasto que pertence a um campo de estudo ainda maior conhecido como a ciência ómica, no qual se podem encontrar a genómica, a metabolómica, a lipidómica e outros. Todos estes são considerados como áreas emergentes de estudo, pois é com a tecnologia e os avanços atuais que se alcançou a maior parte do progresso significativo. Dito isto, como se vê o futuro da proteómica?

Atualmente, a proteómica tem muitas aplicações em diferentes campos como a medicina, a oncologia, a microbiologia, a agricultura, entre outros. (Al-Amrani, 2021) E tendo em conta que as proteínas representam cerca de 75% do peso corporal seco de um ser humano, isso faz muito sentido. A compreensão da estrutura e funcionalidade das proteínas parece ter um grande potencial em muitos dos campos mencionados. Na verdade, graças à proteómica, ao compreender completamente a estrutura de uma proteína, pode-se prever sua função de maneira semiacertada. O problema é que o ADN humano tem cerca de 20.000 genes envolvidos no processo de produção de proteínas, e estima-se que cada gene pode ser responsável pela produção de cerca de 10 proteínas diferentes, o que leva o número total de aproximadamente proteínas, apenas em humanos, a cerca de 200,000 a 300,000, o que significa que nem sequer identificámos todas as proteínas e as suas funções.

5 a 10 anos no futuro

Então, como será a proteómica dentro de 5 anos? É provável que se identifiquem e classifiquem mais proteínas, mas atualmente a proteómica tem vários obstáculos que superar, algo que poderia ser abordado na próxima década. Alguns dos principais obstáculos que limitam o potencial do campo são as ferramentas de pesquisa atuais, que são ineficientes para abordar a complexidade tanto na análise como na coleta de dados. Em uma entrevista realizada por Michelle Taylor a Asim Siddiqui, Vice-Presidente da Investigação e Desenvolvimento Tecnológico em Seer em 2022, ele disse: "O processamento de amostras de uma maneira que permita uma análise profunda e imparcial do proteoma é incrivelmente laborioso e demora muito tempo". Junto com isso, a escala sempre foi um problema importante, pois evitar comprometer as amostras é essencial, mas voltando à grande escala da proteómica, às vezes é bastante complexo realizar análises em grande escala.

No entanto, parece que todos os dias surgem novas e novas técnicas concebidas especificamente para abordar esses problemas, pelo que a proteómica poderia dar um salto gigantesco nos próximos 5 a 10 anos com o desenvolvimento de novas ferramentas analíticas como a espectrometria de massas, ou técnicas de geles mais eficientes como SDS-PAGE e Western Blot. Por outro lado, o Projeto do Proteoma Humano foi lançado em 2010 pela Organização do Proteoma Humano, com o objetivo principal de descobrir e categorizar novas proteínas e um objetivo adicional de desenvolver técnicas para quantificar, identificar e explorar de maneira mais eficiente o proteoma humano. (Corrales F. 2013). Portanto, se esse projeto se parece em algo ao Projeto do Genoma Humano, nos próximos 10 anos, existe uma possibilidade real de ter sido identificado mais de 50% do proteoma completo.

20 anos no futuro

Mas o que acontecerá daqui a 20 anos no futuro? Na entrevista com Asim Siddiqui, perguntou-se: "Como imagina superar esses obstáculos em grande escala em todo o campo da proteómica?" A sua resposta diz essencialmente respeito ao fato de existirem três caminhos principais a seguir para melhorar a proteómica: agrupar moléculas similares, o que permite uma análise mais fácil e rápida ao usar processos semelhantes para identificar novas moléculas que são semelhantes às conhecidas. Como mencionado antes, um gene pode ser responsável por múltiplas proteínas que são diferentes, mas não tão diferentes. Outra abordagem baseia-se numa abordagem muito mais complexa, e é o desenvolvimento de tecnologias concebidas para identificar uma única molécula ao mesmo tempo, o que significa analisar uma única molécula a cada momento, hoje isto parece difícil, em 20 anos, poderia ser algo comum. Finalmente, a terceira abordagem é através da medição indireta de proteínas, utilizando anticorpos para rotular certas partes das proteínas.

Esta última abordagem tem alguns problemas, o primeiro é que não se realiza uma medição completa da proteína em si, mas da sua rota e quantidade. O outro, e o problema principal, é que não é possível rotular com precisão proteínas desconhecidas, ou seja, atualmente. Os anticorpos são uma das ferramentas mais úteis que ganharam muita reputação, então o que acontece se pudéssemos encontrar uma forma de combinar a primeira e terceira abordagem através da engenharia específica de anticorpos que reconheçam estruturas comuns, mas evitem deliberadamente proteínas conhecidas? Isso é algo que poderia ser amplamente utilizado em 20 anos.

30 a 40 anos no futuro

Além disso, como será a proteómica em 30 ou 40 anos? Com base nas declarações anteriores, neste momento existe uma probabilidade muito alta de que o proteoma tenha sido completamente identificado, a proteómica conseguiu finalmente uma divulgação completa. Talvez não de maneira funcional, como terminou o Projeto do Genoma Humano em 2003, mas depois acabou novamente e melhor em 2022, mas certamente se conhecerão todas as proteínas do proteoma humano. As proteínas recombinantes seriam agora um produto bastante comum, mesmo as proteínas humanas recombinantes e a engenharia genética para modificar, melhorar ou substituir as proteínas mais estudadas, como a insulina, não seria revolucionária mas bastante normal.

Em 40 anos, a maioria, se nem todos, os instrumentos de diagnóstico baseados em proteínas seriam muito refinados e precisos. A medicina de diagnóstico estaria muito avançada e, através do uso de anticorpos extremamente específicos capazes de reconhecer uma variedade de proteínas, pois agora se conhecem todas as proteínas, algumas das patologias mais complexas se converteriam em afecções facilmente identificáveis e com tratamentos específicos que envolvem o uso de anticorpos monoclonais muito específicos.

Basicamente, haveria uma cura para cada problema ou mesmo uma única cura para múltiplos problemas, pois a medicina e o diagnóstico específicos beneficiariam enormemente dos avanços em proteómica. As proteínas estão envolvidas em praticamente todos os processos biológicos. Nesse ponto, conhecendo cada proteína e tendo um conhecimento exorbitante das "velhas" proteínas, poderíamos controlar essencialmente a maioria dos processos, melhorando os já existentes e reparando os danificados. Doenças como a Parkinson, a doença de Huntington, a atrofia muscular espinhal, seriam todas facilmente manutáveis, pois todas têm um componente genético, e talvez não haja uma forma definitiva de as curar como estão, mas um componente genético significa um problema na produção de proteínas, mas com um controle tão completo sobre o proteoma, suplementar qualquer proteína e utilizar a administração dirigida para entregar estas proteínas essenciais deve ser bastante simples.

50 anos no futuro

Finalmente, em 2073, 50 anos no futuro, os avanços são ainda difíceis de imaginar neste momento. A atenção médica deve estar no seu ponto mais alto, o proteoma, com todas as proteínas, está completamente mapeado em termos de função, origem, metabolismo, estrutura, e a maioria, se não todas, as proteínas têm sido perfeitamente descritas. Os procedimentos médicos agora são tão específicos e sensíveis que nossos próprios corpos são as farmácias, e só é necessário um estímulo mínimo para que o corpo produza suas próprias proteínas, anticorpos ou qualquer outro componente necessário. Conseguimos um controlo completo sobre a nossa função biológica e temos efectivamente assumido o processo de evolução através de uma compreensão completa das proteínas.

A proteómica é um dos campos mais fascinantes e em constante crescimento nas ciências da saúde. Os avanços e usos atuais, juntamente com o quanto têm ajudado em diagnósticos e tratamentos, são apenas uma olhada no potencial ainda sem explorar que tem.

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pablo ortega

pablo ortega

Olá, sou Pablo Ortega Ferron, estudante do curso de Biotecnologia na Universidade Anáhuac, atualmente desenvolvendo meu projeto de graduação focado em observar os diferentes efeitos que o diabetes mellitus tipo 2 tem sobre a memória e o aprendizado. Tenho um interesse especial na pesquisa clínica, principalmente focado em biotecnologia médica e temas de genética.

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