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terça-feira, 15 de maio de 2012

Estudos in silico antevendo ou confirmando resultados in vivo...


Que a matemática está presente em nosso cotidiano nós já sabemos, mas e em nossas pesquisas? Não me refiro aqui apenas a cálculos para ajuste de concentração de drogas, diluições de anticorpos ou mesmo cálculos de médias e desvios padrões. Refiro-me, sim, às pesquisas e resultados baseados quase que exclusivamente em equações matemáticas.
De fato, análises in silico (simulação computadorizada), baseadas em extensos cálculos matemáticos estão cada vez mais presentes nos trabalhos da área biológica. E parecem ter grande importância em direcionar pesquisas, reduzindo o uso de animais de laboratório, reagentes e tempo, além de possibilitar a descoberta de novos alvos terapêuticos, indicação de toxicidade, interações entre estruturas e mecanismos de ação.
Além disto, análises in silico podem também confirmar dados já descritos, reforçando a consistência dos mesmos. Um exemplo disto é o trabalho publicado recentemente na Plos Computational biology, onde Song e colaboradores relatam, utilizando análises in silico, a importância da migração de neutrófilos no prognóstico da sepse grave induzida por CLP em ratos. Baseado em longas e complexas equações, os autores avaliam a participação de neutrófilos, bactérias, mediadores pró e anti-inflamatórios e marcadores de dano tecidual em três compartimentos: cavidade peritoneal, sangue e pulmão, este último considerado como um órgão passível de dano tecidual.  Resultados in silico indicam que durante o evento séptico, a ativação de neutrófilos na circulação torna-os irresponsivos a migrar para o local da infecção e estes são, consequentemente, sequestrados em órgãos secundários à infecção, contribuindo assim para o dano tecidual e mortalidade na sepse grave. O interessante é que isto tem sido demonstrado claramente, in vitro e in vivo, em estudos desenvolvidos pelo nosso grupo de pesquisa. O trabalho de Song e colaboradores ainda sugere que a purificação extracorpórea do sangue aumentaria a sobrevida em torno de 18%, por aumentar a migração de neutrófilos para o local da infecção e reduzir o sequestro de neutrófilos para o pulmão.
É, de fato, interessante, pensar que várias equações matemáticas juntas possam vir a nos ajudar a entender a fisiopatologia da sepse ou outra desordem e nos direcionar para alguma terapia realmente efetiva. Para isso, com certeza, precisaremos da ajuda de matemáticos, físicos e estatísticos.
Fabiane Sonego
Doutoranda do Laboratório de Inflamação e Dor
Departamento de Farmacologia - FMRP/USP

Referências:
Song, S.O.K. et al. Ensemble Models of Neutrophil Trafficking in Severe Sepsis. Plos Comput Biol (8)3, 1002422 (2012).
Shen, Y. et al. Blueprint for antimicrobial hit discovery targeting metabolic networks. Proc. Natl Acad. Sci. USA 107, 1082–1087 (2010).
Ellison, C.M. et al. A review of the use of in silico methods to predict the chemistry of molecular initiating events related to drug toxicity. Expert Opinion on Drug Metabolism & Toxicology (7), 12, 1481-1495 (2011).
Matthews E.J. et al. Identification of structure activity relationships for adverse effects of pharmaceuticals in humans: C: Use of QSAR and an expert system for the estimation of the mechanism of action of drug-induced hepatobiliary and urinary tract toxicities. Regul Toxicol Pharmacol 54, 43–65 (2009).
Alves-Filho J.C. et al. Neutrophil paralysis in sepsis. Shock 34, 15-21 (2010).

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