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Química aplicada

por João André, em 03.10.18

Os prémios Nobel científicos estão atribuídos e aquele que me salta de imediato à vista é o da Química, atribuído a Frances Arnold, George Smith e Gregory Winter. O trabalho deles foi dedicado à evolução controlada (directed evolution) de enzimas no caso de Arnold, e de modificação genética de fagos (phages) no caso de Smith e Winter. Metade do prémio foi para Arnold, o que me parece da mais pura justiça quando se olha pra o enorme campo de aplicações que a tecnologia tem, embora a parte do trabalho de Smith e Winter, com aplicações na medicina, talvez acabe com mais atenção.

 

O trabalho de Arnold permitiu controlar a evolução de enzimas (proteínas especiais capazes de catalisar - isto é, acelerar, ou iniciar em condições adversas - reacções químicas) para gerar propriedades que de outra forma não seriam possíveis de encontrar. A forma como controlou a evolução foi com a introdução de mudanças genéticas aleatórias e posteriormente mantendo as enzimas cujas mutações genéticas levaram a propriedades úteis. Isto é comparável à analogia das slot machines onde é possível manter certas rodas em posições fixas (como quando se obtém cerejas, estas não mudam mais, até termos a sequência desejada).

 

No caso, o que Arnold fez foi, por exemplo, partir de uma enzima que pudesse catalizar uma reacção específica (de X com Y, por exemplo) e ir introduzindo mudanças interessantes. Podia então tornar a enzima estável em solventes orgânicos (as enzimas são habitualmente estáveis em água) e dando-lhe eficiência superior a temperaturas mais baixas. Assim seria possível eliminar o uso de catalisadores inorgânicos, frequentemente muito caros e ambientalmente adversos e catalizar a reacção a temperaturas mais baixas. A quantidade de aplicações desta tecnologia é infindável.

 

O trabalho de Smith e Winter teve duas partes. Os fagos são uma espécie de vírus para as bactérias, ou seja, invadem as bactérias e obrigam-nas a gastar os seus recursos a produzir cópias dos fagos, assim destruindo a bactéria e perpetuando o ciclo. O que Smith fez foi descobrir como mudar o material genético do fago para produzir determinadas proteínas à sua superfície. Isto permitiu usar os fagos para identificar qual a relação entre genes e proteínas cuja produção codificam (isto é, de certa forma descobriram quais eram os genes que tinham a "receita" para cada proteína). Isto é fundamental para a compreensão dos nossos "códigos genéticos".

 

Como estas proteínas são produzidas à superfície do fago, Winter levou-o um passo mais à frente e usou a tecnologia para produzir anticorpos específicos. Os anticorpos são como que detectores moleculares altamente específicos. Um anticorpo que encontre o seu "alvo" ligar-se-à ao mesmo e não o largará. Se os colocarmos na superfície de um corpo (seja uma célula, seja um nanotubo, por exemplo) o anticorpo capturará o seu alvo de forma controlada. São usados em cromatografia de afinidade para retirar componentes tóxicos específicos de líquidos (por exemplo na purificação de medicamentos na indústria farmacêutica).

 

O que Winter fez foi usar a tecnologia para colocar anticorpos específicos na superfície dos fagos para determinar quais os anticorpos que poderiam ser usados para fazer terapias específicas para tratar, por exemplo, doenças autoimunes ou cancros. Isto permitiu desenvolver medicamentos muito mais eficazes, porque muito mais específicos na forma como seleccionam os seus alvos. Na quimioterapia, o objectivo no passado foi o de introduzir venenos (é o que os medicamentos de quimioterapia são) para matar as células cancerosas esperando que estas morressem mais depressa que as saudáveis. É por isso que os pacientes sofrem imenso durante a terapia e é também por isso que algumas terapias não funcionam (o paciente aguenta menos o veneno que o cancro). A técnica de Winter permite reduzir o impacto ao tornar o veneno mais selectivo.

 

Há alturas em que o prémio Nobel da Química celebra descobertas fundamentais (no seu sentido mais... "fundamental"). As que hoje foram laureadas contemplam aplicações vastas e com enorme impacto no mundo. Como engenheiro químico, este é um prémio cuja atribuição facilmente subscrevo.

 

PS - quaisquer imprecisões ou erros na informação prestada acima são minha responsabilidade. Se detectarem imprecisões, ficarei agradecido caso mas indiquem para corrigir o texto.


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