14/12/2017

41ª RA: Mônica T. Pupo traz a compreensão das interações dos micro-organismos

Pesquisadora da FCFRP-USP estabeleceu a primeira linha de pesquisa no Brasil de estudos de mediadores químicos em processos de simbiose insetos-bactérias-fungos

A professora Mônica Tallarico Pupo, da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da USP, em Ribeirão Preto (SP), é uma das maiores especialistas brasileiras em química de produtos naturais. Coordena o Laboratório de Química em Micro-organismos (LQMo), onde seu grupo de pesquisa procura compreender as interações químicas entre micro-organismos simbiontes e hospedeiros como algumas plantas e insetos sociais. Ela será uma das conferencistas da 41ª Reunião Anual da SBQ, que será realizada de 21 a 24 de maio de 2018, em Foz do Iguaçu.

"A interação de micro-organismos com outros organismos vivos pode acontecer de várias formas, incluindo 'conversa química', em que os compostos orgânicos produzidos por micro-organismos podem impactar positivamente os hospedeiros que os abrigam. Porém, essas interações que ocorrem na natureza são ainda pouco compreendidas", observa a professora Mônica.

Professora Mônica Tallarico Pupo (FCFRP-USP): "Nosso trabalho contribui para o aumento do conhecimento acerca dessa biodiversidade brasileira, uma das maiores do planeta. Temos realizado coletas de material nos principais biomas brasileiros para os estudos mencionados, o que permite um mapeamento da diversidade química envolvida nessas interações em diferentes regiões."

"Nesta conferência mostrarei como nosso grupo de pesquisa tem trabalhado para compreender essas interações. O conhecimento acerca da comunicação química envolvida é importante para o entendimento das interações simbióticas que ocorrem na natureza (Ecologia Química) – o que contribui para nossa maior compreensão da interdependência entre espécies e para preservação da biodiversidade. Uma vez que a função ecológica dos compostos orgânicos é estabelecida, é possível direcionar mais racionalmente suas possíveis aplicações biotecnológicas, nas áreas farmacêutica e agroquímica", explica.

"Estou muito feliz pelo convite. A SBQ tem papel fundamental na discussão de Ciência e políticas científicas no Brasil. A Reunião Anual da SBQ foi o primeiro evento científico nacional que participei durante a pós-graduação", recorda a professora. "As RAs permitiram que eu conhecesse os pesquisadores das divisões de Produtos Naturais, Química Orgânica e Química Medicinal, possibilitando novas colaborações científicas, e sempre foram importantes para divulgação de nossos trabalhos."

"A Professora Mônica Pupo estabeleceu a primeira linha de pesquisa no Brasil de estudo de mediadores químicos atuando em processos de simbiose inseto-bactérias-fungos", destaca o professor Roberto Berlinck (IQSC-USP), diretor da Divisão de Produtos Naturais da SBQ, responsável pelo convite da SBQ à professora. "Além da importância de se compreender aspectos intrínsecos destas relações mediadas por sinalizadores químicos, o projeto da Profa. Mônica objetiva também a descoberta de substâncias produzidas por bactérias que apresentem atividade antibiótica e anti-parasitária. São grupos de doenças que atualmente necessitam da descoberta de novos modelos de fármacos, devido ao baixo número de medicamentos disponíveis eficazes para o tratamento destas doenças", sustenta Berlinck.

O grupo de pesquisa no LQMo conta com pós-doutorandos, doutorandos, mestrandos, alunos de iniciação científica e técnicos, e mantém colaboração científica com diversos grupos no Brasil e nos EUA. Atualmente a professora Mônica coordena, juntamente com o professor Jon Clardy, da Harvard Medical School, o primeiro ICBG (International Cooperative Biodiversity Group) no Brasil, financiado pela FAPESP e pelo FIC-NIH (Fogarty International Center-National Institutes of Health). Ela participa também como pesquisadora associada do CEPID-CIBFar (Centro de Pesquisa e Inovação em Biodiversidade e Fármacos), coordenado pelo Prof. Glaucius Oliva do IFSC-USP.

"Nosso trabalho contribui para o aumento do conhecimento acerca dessa biodiversidade brasileira, uma das maiores do planeta. Temos realizado coletas de material nos principais biomas brasileiros para os estudos mencionados, o que permite um mapeamento da diversidade química envolvida nessas interações em diferentes regiões", conta a professora Mônica. "A colaboração é fundamental para que os temas de estudo sejam abordados de maneira mais ampla. Usamos técnicas modernas para as pesquisas, incluindo métodos cromatográficos diversos e métodos físico-químicos para determinação de estruturas químicas de compostos orgânicos (Ressonância Magnética Nuclear, Espectrometria de Massas, Dicroísmo Circular, etc). Métodos microbiológicos são rotineiramente utilizados em nossos estudos, incluindo diversos experimentos de co-culturas microbianas. Sequenciamentos de genomas completos de bactérias simbiontes também têm sido realizados, para maior compreensão do potencial biossintético codificado por esses micro-organismos. A conexão de todos os resultados permite uma compreensão mais ampliada da função dos produtos naturais microbianos."

Além da conferência da professora Mônica Tallarico Pupo, na 41ª RASBQ, a Divisão de Produtos Naturais da SBQ terá uma sessão temática conjunta com as divisões de Orgânica e Medicinal, intitulada "A Química da Vida: Da Célula ao Reator". No caso da Divisão de Produtos Naturais, o palestrante convidado é o Professor Gregory Challis, da University of Warwick (Reino Unido).

Uma pergunta para Mônica Tallarico Pupo:

Como surgiu seu encanto pela ciência?
Como para a maioria dos pesquisadores, meu encanto pela ciência começou ainda na infância, com a curiosidade em entender fenômenos naturais. Porém, foi durante o curso de graduação na FCFRP-USP que ficou evidente que esse seria o meu caminho profissional, com ênfase em Química Orgânica. A Pós-Graduação no DQ-UFSCar consolidou o meu fascínio pela área de Produtos Naturais. Os dois estágios de Pós-Doutorado (IFSC-USP e Harvard Medical School) permitiram uma ampliação de horizontes na pesquisa, integrando Química e Biologia para a compreensão das funções e aplicações de Produtos Naturais. Atualmente, o maior interesse do meu grupo de pesquisa é entender o papel de produtos naturais nas interações entre diferentes espécies (interações interespecíficas) e utilizar esse conhecimento para contribuir com estratégias de preservação da Biodiversidade e possibilitar aplicações sustentáveis dos recursos genéticos do país.

Uma pergunta para Roberto Berlinck:

O Brasil, por seus variados e ricos biomas é um grande incentivo à pesquisa com a QPN. Como o Sr avalia o avanço dessa área da química nos últimos anos, e quais as perspectivas futuras?
A química de produtos naturais está passando por um processo de transformação no Brasil. Muitos pesquisadores e alunos estão adquirindo conhecimento e desenvolvendo abordagens científicas modernas que fazem uso de ferramentas chamadas "ômicas", como a metabolômica, e metagenômica, a proteômica, e outras "ômicas". Estas ferramentas permitem adquirir conhecimento até então pouco explorado dos organismos vivos, como detalhes complexos da expressão de seu metabolismo secundário, o qual resulta na produção e acumulo de produtos naturais. Além disso, até o início do século XXI, a química de produtos naturais do Brasil era focada quase que exclusivamente na investigação de produtos naturais de plantas. Depois de quase 20 anos, ocorreu uma diversificação significativa na investigação de diferentes fontes de produtos naturais, como micro-organismos e organismos marinhos.

Em paralelo, a química de produtos naturais também se tornou uma ciência mais cara. É necessário fazer uso de equipamentos mais caros, solventes de grau de pureza muito maior e reagentes químicos que não existem no Brasil, principalmente no uso de análises por ferramentas de biologia molecular. Se por um lado estas mudanças da pesquisa em química de produtos naturais levará a pesquisa desta área para outro patamar, certamente exigirá uma formação ainda melhor dos alunos e continuo aprimoramento dos profissionais atuando nesta área.

Finalmente, as boas revistas científicas de produtos naturais estão cada vez mais exigentes na seleção de artigos científicos. Algumas revistas exigem trabalhos interdisciplinares de química e farmacologia, por exemplo. Outras exigem um grau de novidade de resultados muito grande. Projetos envolvendo diferentes especialidades, como produtos naturais, síntese orgânica, farmacologia, microbiologia, biologia molecular, biologia, bioquímica, são muito valorizados pelas melhores revistas de química. São trabalhos mais complexos, que demandam mais tempo de desenvolvimento, perguntas desafiadoras a serem respondidas e resultados bastante diferenciados.

O futuro da química de produtos naturais no Brasil dependerá de um esforço grande de seus pesquisadores para desenvolver projetos que incluam os aspectos acima mencionados, para que possa ser internacionalmente competitiva. Estes e outros aspectos atuais e de perspectivas futuras da química de produtos naturais no Brasil foram discutidos recentemente em artigo publicado na revista Química Nova, dos membros da Divisão de Produtos Naturais e com a colaboração do Professor Paulo Cezar Vieira da UFSCar (http://www.scielo.br/pdf/qn/v40n6/0100-4042-qn-40-06-0706.pdf).

Cinco publicações relevantes:

“Chemical signaling involved in plant-microbe interactions”, F.O. Chagas, R.C. Pessotti, A.M. Caraballo-Rodriguez, M.T. Pupo, Chemical Society Reviews 2018, in press.

“Molecular inter-kingdom interactions of endophytes isolated from Lychnophora ericoides”, A.M. Caraballo-Rodriguez, P.C. Dorrestein, M.T. Pupo, Scientific Reports 2017, 7, 5373.

“Expanding the Chemical Repertoire of the Endophyte Streptomyces albospinus RLe7 Reveals Amphotericin B as an Inducer of a Fungal Phenotype”, F.O. Chagas, A.M. Caraballo-Rodriguez, P. Dorrestein, M.T. Pupo, Journal of Natural Products 2017, 80, 1302-1309.

“Microbial Symbionts of Insects are the Focus of the First International Cooperative Biodiversity Group (ICBG) in Brazil”, M.T. Pupo, C.R. Currie, J. Clardy, Journal of the Brazilian Chemical Society 2017, 28, 393-401.

“Terrestrial Microbial Natural Products Discovery Guided by Symbiotic Interactions and Revealed by Advanced Analytical Methods”, R.C. Pessotti, A.M. Caraballo-Rodriguez, H.E. Ortega-Domínguez, M.T. Pupo, Chapter 5. In: Chemical Biology of Natural Products. Newman, D. J.; Cragg, G.; Grothaus, P. (Eds.), CRC Press, 2017, p. 161-188.

Texto: Mario Henrique Viana (Assessoria de Imprensa da SBQ)