No fim de janeiro, enquanto o mundo assistia à crescente epidemia de Covid-19, um laboratório da Universidade Estadual de Michigan especializado no uso de inteligência artificial e big data para descobrir terapias para câncer mudou de foco e se concentrou no novo desafio. O Chen Lab, liderado por Bin Chen, desenvolveu um processo computacional para identificar os medicamentos existentes que podem ser reaproveitados para combater o Sars-Cov-2.
Quando um vírus infecta uma célula humana, ele interfere na atividade dos genes da célula hospedeira. Cada micro-organismo deixa uma impressão única em um certo ponto de infecção — conhecido cientificamente como assinatura de expressão gênica —, que é detectável pelas modernas tecnologias de laboratório. “Queríamos encontrar um medicamento que pudesse bloquear a alteração da expressão gênica nas células hospedeiras, na esperança de mitigar a progressão da doença e aliviar os sintomas”, disse Chen.
Enquanto isso, os cientistas do mundo todo não sabiam quase nada sobre o novo vírus e o acesso a amostras de micro-organismos vivos era limitado, na melhor das hipóteses, disse Bin Chen. Com base em vários conjuntos de dados publicamente disponíveis, ele e sua equipe supuseram que outros membros da família dos coronavírus — os responsáveis pela síndrome respiratória aguda grave (Sars) e a síndrome respiratória do Oriente Médio (Mers) — poderiam aproximar a assinatura da expressão gênica do novo vírus.
Usando a biblioteca existente do laboratório de medicamentos aprovados pela FDA ou em fase de pesquisa clínica, a equipe examinou milhares de possíveis candidatos a tratamento por meio de uma metodologia complexa de pontuação e classificação, levando em consideração as assinaturas de expressão gênica. “Felizmente, encontramos várias drogas que podem ser eficazes”, disse Chen. “Mas precisávamos fazer mais uma coisa. Precisávamos de validação biológica.”
Toxicidade
Em colaboração com pesquisadores da Universidade do Texas, Chen testou os candidatos a medicamentos com melhor classificação em células renais derivadas de uma espécie de macaco africano — uma linhagem comum usada em pesquisas de toxicologia e virologia. As células foram, primeiro, tratadas com a droga e, posteriormente, infectadas pelo Sars-Cov-2.
“Enviamos 10 medicamentos para eles e quatro drogas foram capazes de prevenir os efeitos induzidos pelo vírus”, disse Chen. “Infelizmente, os medicamentos também são bastante tóxicos, mas o conceito funcionou. Agora, podemos encontrar mais medicamentos em potencial para reverter os impactos do vírus e manter esses medicamentos menos tóxicos para futuras investigações.”