José Tadeu Arantes | Agência FAPESP – Ao combinar uma enzima encontrada em vagalumes com uma proteína capaz de se ligar ao novo coronavírus, pesquisadores da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) desenvolveram uma nova estratégia para detectar em amostras biológicas anticorpos contra o patógeno causador da COVID-19.

A enzima usada na pesquisa pertence à classe das luciferases, cujo papel é catalisar reações que transformam energia química em energia luminosa – fenômeno que genericamente recebe o nome de bioluminescência. Dentre todas as luciferases conhecidas, aquela produzida pelo vagalume Amydetes vivianii é uma das que geram bioluminescência mais brilhante e estável.

O inseto é encontrado no campus de Sorocaba da UFSCar e recebeu esse nome em homenagem ao professor Vadim Viviani, que descobriu a espécie e clonou em bactérias o DNA que codifica a luciferase desse vagalume. O pesquisador também investigou a estrutura molecular e as funções da enzima.

“Pegamos nossa luciferase mais brilhante e a acoplamos, por engenharia genética, a uma proteína capaz de se ligar aos anticorpos. Se os anticorpos contra SARS-CoV-2 estiverem presentes na amostra, a ligação ocorrerá e isso poderá ser detectado por meio da emissão de luz”, diz Viviani à Agência FAPESP.

De forma semelhante, a presença de proteínas específicas do SARS-CoV-2, indicando a infecção, pode ser detectada pela molécula bioluminescente na presença de anticorpos específicos.

No ritmo acelerado que tem caracterizado as pesquisas focadas na pandemia, o estudo foi concluído em menos de um ano, com recursos exclusivos do Projeto Temático “Bioluminescência de artrópodes: diversidade biológica em biomas brasileiros; origem bioquímica; evolução estrutural/funcional de luciferases; diferenciação molecular das lanternas; aplicações biotecnológicas, ambientais e educacionais”, apoiado pela FAPESP.

Patente depositada

Viviani conta que já depositou um pedido de patente para o novo sistema bioluminescente no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI). E diz que o estudo é tão recente que o artigo que o descreve ainda está em fase de redação.

“Testamos com sucesso o método para diversos anticorpos, que podem ser detectados por técnicas como imunoblotes e Western Blot”, afirma Viviani.

“Nos imunoblotes, amostras de antígeno são imobilizadas em uma superfície. Em seguida tratadas com materiais como o soro sanguíneo do paciente. Se o material contiver o anticorpo, este se liga ao antígeno, formando o complexo antígeno-anticorpo, que é revelado por um anticorpo secundário – em geral marcado com uma proteína que gera um sinal fluorescente ou quimioluminescente. Em nosso estudo, o anticorpo secundário marcado é uma proteína, com alta afinidade por anticorpos, ligada à luciferase, que gera bioluminescência”, informa Viviani.

O Western Blot é um método que permite separar as proteínas em uma amostra de tecidos biológicos ou extratos. O método separa as proteínas por meio de eletroforese, técnica que promove a migração de íons em um campo elétrico, possibilitando separá-los de acordo com o seu tamanho e carga.

O trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Bioquímica e Tecnologias Bioluminescentes da UFSCar e contou com a colaboração de Paulo Lee Ho, do Instituto Butantan.

O próximo passo, agora, é saber se a quantidade de anticorpos presentes na saliva ou esfregaço nasal (swab) é suficiente para desencadear a bioluminescência, de modo que o novo biossensor possa ser utilizado em testagem rápida e não invasiva para COVID-19.

“Para levar adiante essa segunda fase da pesquisa, já estamos em tratativas com o pesquisador Heidge Fukumasu, da USP. Outra perspectiva será o emprego de nanotecnologia para desenvolvimento de imunoensaios em colaboração com o grupo de pesquisa da professora Iseli Nantes, da Universidade Federal do ABC [UFABC]”, conta Viviani.

“Este estudo é um exemplo de como uma pequena espécie de vagalume pode proporcionar tantos benefícios à sociedade. Um exemplo de como a biodiversidade de nossas florestas e a ciência, ambas tão severamente ameaçadas, podem, juntas, trazer soluções inovadoras e agregar valor econômico e social a um país em desenvolvimento, como o Brasil”, conclui o pesquisador.

imagem: vagalume da espécie Amydetes vivianii; foto: Vadim Viviani/UFSCar