Descoberta de Novas Móleculas Naturais

Prévia do material em texto

PRISCILA PEREIRA BOTREL
DOUTORANDA EM FITOTECNIA
ORIENTADOR: Prof. Dr. José Eduardo Brasil Pereira Pinto
DESCOBERTA DE NOVAS 
MOLÉCULAS NATURAIS:
PESQUISAS E REGISTRO DE 
PATENTES
UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
SUMÁRIO
1. BIODIVERSIDADE BRASILEIRA
2. ATUALIDADES E PERSPECTIVAS NA DESCOBERTA NOVAS 
MOLÉCULAS NATURAIS
3. PROCEDIMENTOS OBTENÇÃO PRINCÍPIOS ATIVOS
4. BIOTECNOLOGIA: CULTURA DE CÉLULAS VEGETAIS
5. REGISTROS DE PATENTES (P & D MOLÉCULAS NATURAIS)
6. PATENTE: NÍVEL MUNDO E BRASIL
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS
BIODIVERSIDADE: UM COMPONENTE ESSENCIAL 
NA DESCOBERTA DE MOLÉCULAS NATURAIS
� Natureza: fonte agentes medicinais por milhares de anos
� Estudos do potencial químico de plantas (conhecimento popular)
� 57% de 150 principais drogas com marca registrada continha mínimo 1 
dos principais compostos ativos que é derivado a partir da diversidade 
biológica
(Grifo et al., 1997)
BIODIVERSIDADE NO BRASIL
(BRASIL, 2006)
15 a 20 % da
HTS: HIGH THROUGHPUT SCREENING
BIODIVERSIDADE NO BRASIL
Ex. Cordia verbenaceae
Nativa: mata-atlântica (erva-baleeira)
Efeitos benéficos dos sesquiterpenos, 
α-humuleno e trans-cariofileno
Isolados de Cordia verbenacea como 
agentes para o controle de processos 
inflamatórios.
Hoje: Medicamento
BIODIVERSIDADE NO BRASIL
Ex. Maytenus ilicifolia
(Espinheira-santa)
Nativa: região Sul do Brasil 
Componentes:
maitansinóides 
compostos macrocíclicos
Atividade: antineoplásica 
anticâncer, não são usados 
medicinalmente 
excessivamente tóxicos
BIODIVERSIDADE NO BRASIL
Ex. Mikania glomerata
(Guaco)
Nativa: região Sul do Brasil 
Componentes:
cumarina (marcador), lupeol e 
ácido caurenóico.
Atividade: antiespasmódica, 
broncodilatadora, 
antiinflamatória, antialérgica, 
antimicrobiana e antiofídica. 
ATUALIDADES E PERSPECTIVAS NA DESCOBERTA 
NOVAS MOLÉCULAS NATURAIS
� Últimos anos P & D (governo, agências de fomento)
� É necessário que se desenvolva uma interdisciplinaridade (A, B, Q, F)
� Diversidade química: microorganismos extremofílicos, endofíticos e 
marinhos (favorável, química combinatória)
� Resultados pouco expressivos apenas gerar publicações (?)
(Pupo & Gallo, 2007) 
Últimos 5 anos a pesquisa tem sido focada em estudos de uma 
espécie em busca de compostos ativos
Pouco produtivo descoberta novas moléculas (protótipos de fármacos)
Causas: insuficiente quantidade de compostos isolados
Pesquisas alvos enzimáticos: exterior
ATUALIDADES E PERSPECTIVAS NA DESCOBERTA NOVAS 
MOLÉCULAS NATURAIS
(Pupo & Gallo, 2007) 
PROCEDIMENTOS OBTENÇÃO PRINCÍPIOS ATIVOS
1) Planta = informações medicina popular
(taxonomia, fatores ambientais = importantes)
2) Preparação de extratos: inúmeras metodologias
Metanol mais adequado partição líquido-líquido (solventes 
polaridades >)
Maceração (10 dias)
Evaporação solvente
Extrato metanólico
Todos extratos devem ser testados ...
EFEITO BIOLÓGICO
PROCEDIMENTOS CROMATOGRÁFICOS (I e P)
PROCEDIMENTOS OBTENÇÃO PRINCÍPIOS ATIVOS
Sinergismo ???
PROCEDIMENTOS OBTENÇÃO PRINCÍPIOS ATIVOS
3) Separação, purificação e identificação dos constituintes químicos
PROCEDIMENTOS OBTENÇÃO PRINCÍPIOS ATIVOS
Suporte: PAPEL
Fase Estacionária: Aquosa
Fase Móvel: Solvente orgânico
(hidrofóbico)
CROMATOGRAFIA DE PARTIÇÃO 
Suporte: GEL DE SÍLICA (camada delgada ou TLC)
CROMATOGRAFIA DE FASE REVERSA
Fase Estacionária: sílica (mineral apolar)
Fase Móvel: Solvente aquoso ou água
Exemplos (ISOLAMENTO COMPOSTOS / QUANTITATIVO)
PROCEDIMENTOS OBTENÇÃO PRINCÍPIOS ATIVOS
Cromatógrafo gasoso acoplado 
ao Massa minutos 
1 2
3 
4
5
6
 7 
8 
 9 
 
 
m
i
l
i
v
o
l
t
s
Exemplo de cromatograma
Pico referente a um composto
Ex.: Tujona
Exemplos (IDENTIFICAÇÃO COMPOSTOS / QUALITATIVO)
ÓLEOS VOLÁTEIS
PROCEDIMENTOS OBTENÇÃO PRINCÍPIOS ATIVOS
4) Modificação estrutural e correlação entre estrutura química e atividade
biológica
a) Simplificação de estrutura
b) Conservação da mesma
c) Aumento pela incorporação de novos agrupamentos
Isolamento de compostos com < atividade similaridade composto 
reconhecida ação biológica
= COMPOSTO RELEVANTE EFEITO
ME
PROCEDIMENTOS OBTENÇÃO PRINCÍPIOS ATIVOS
5) Síntese de compostos análogos a princípios ativos
Inúmeros fármacos disponíveis hoje foram obtidos sinteticamente 
baseados em ESTRUTURAS ATIVAS NATURAIS
Utilizando como modelo produtos naturais ativos para síntese 
de análogos mais potentes
BIOTECNOLOGIA
� CULTURA DE TECIDOS VEGETAIS
O que é, vantagens, no que se baseia ???
� Aplicações:
Produção de metabólitos in vitro
1ª fase estabelecimento
subcultivos
suspensão de células 
cultura de calos
PESQUISAS EM BIOTECNOLOGIA:
� acúmulo metabólitos fases crescimento
� comparação princípio ativo de interesse (ou derivados 
novos) em cultivos in vivo e in vitro
Ex: análise química de plântulas in vitro indicou presença de 
vismionas (tumores) e seus derivados em quantidades 
superiores aquelas encontradas no tecido foliar em plantas do 
campo.
� estudos biossintéticos (não difer.)
BIOTECNOLOGIA
BIOTECNOLOGIA VEGETAL PARA PRODUÇÃO EM 
LARGA ESCALA DE METABÓLITOS DE INTERESSE
1°verificar: viabilidade econômica e comercial
- conhecimento técnico
- domínio tecnológico
- variabilidade na expressão do potencial genético
- fatores culturais
BIOTECNOLOGIA
Catharanthus roseus
Vimblastina
AntileucêmicosAntileucêmicos
U$ 1,000,000/KgU$ 1,000,000/Kg
0,0005%0,0005%
ANTICANCERÍGENO 
U$ 600,000/KG
0,007%
Taxus brevifolia
DESCOBERTA DESENVOLVIMENTO
Dependente de Inovação
Intrinsecamente multidisciplinar
Competências
Infra-estrutura para pesquisas
Alto risco
Fase pré-clínica
Fases Clínicas I, II, e III
Dependente de Know-how
Integração com Descoberta
Alto custo
Escolha do alvo terapêutico:
- Estritamente dependente de pesquisas básicas sobre a 
patologia das doenças
- Estudo de genomas e técnicas de bioinformática
- Desenvolvimento de um modelo experimental eficiente
DESCOBERTA DE NOVAS MOLÉCULAS
Métodos:
- Screening de extratos e produtos naturais e de bibliotecas de 
compostos sintéticos
- Planejamento racional baseado em estruturas
- Química combinatória, HTS
� Quinina: antimalárico (cascas de espécies de Chincona)
Base para síntese de antimaláricos comumente utilizados
� Artemisina: eficientes contra parasitas resistentes (Artemisia annua)
� Morfina: base para química de alcalóides e agentes analgésicos 
eficientes (ópio da papoula)
� Vinca, vimblastina e vincristina: alcalóides anti-câncer (Catharanthus 
roseus)
Recentemente: taxanos (Taxol®)
Exemplos de substâncias isoladas 
a partir de plantas medicinais
EXEMPLO PRÁTICO 
AGRICULTURA:
DESCOBERTA DA 
PIRETRINA
� Chrysantemum cinerariaefolium
� Flores extração inseticida
� Estrutura química são ésteres
� Economicamente: amplo espectro de atividade, ação rápida e eficiente em 
doses baixas, baixo poder residual
Estruturas dos constituintes inseticidas do extrato de piretro
� Na planta: piretróides são instáveis ao ar e luz (limita utilização campo)
� Modificações estruturais das piretrinas (> estabilidade = uso agrícola)
� Estruturas químicas da piretrina são simples diferente azadiractina 
molécula muito complexa
� Surgiram os Piretróides sintéticos Azadiractina (neem) síntese ???
DESCOBERTA DA PIRETRINA
DESCOBERTA DA PIRETRINA
� Piretróides sintéticos fotolábeis: 
1° piretróide comercialmente importante: ALETRINA (+ estável)
� Piretróides sintéticos fotoestáveis
1° piretróide estabilidade uso agrícola
Descobriu-se a PERMETRINA (ME)Piretróides: atuam no Sistema Nervoso 
Central e Periférico 
Organofosforados: atuam nas sinapses
REGISTRO DE PATENTES
REGISTRO DE PATENTES
qualquer gênero da indústria
IX - o todo ou parte de seres vivos naturais e
materiais biológicos encontrados na natureza, ou
ainda que dela isolados, inclusive o genoma ou
germoplasma de qualquer ser vivo natural e os
processos biológicos naturais.
O mesmo aplica-se aos compostos
obtidos sinteticamente que possuam
correspondentes de ocorrência natural
Compostos encontrados na natureza...
• compostos em geral
• polinucleotídeos – DNA, RNA
• (poli)peptídeos – proteínas
• [extratos de animais/plantas]
...não são concedidos
Art. 10 (IX)
E no exterior ???
Dificuldade???
� IMPORTANTE: Não pode publicar em nenhum meio 
científico/comunicação (congressos, revistas, jornais algo que se 
pretende patentear)
REGISTRO DE PATENTES
INFORMAÇÕES NINTEC (UFLA):
� 43 pedidos de patentes depositados junto ao INPI
� Pedidos de patentes mais frequentes são na área de agroquímica
� Quanto a PRODUTOS naturais, não há pedidos de patentes
� Existem depositados pedidos de PROCESSOS para obtenção de 
produtos naturais
INFORMAÇÕES NINTEC (UFLA):
� Exemplos de Patentes Depositadas no INPI com n°prot ocolo:
“Formulação para indução de resistência em plantas, á base de extrato 
vegetal obtido de folhas do cafeeiro”. PI0606575-2
“Ação inibitória de extratos de plantas sobre lipase pancreática”
Protocolo: 014090005321
“Inibidor de tripsina de lepdópteros”. Protocolo:014090005323
“Produção de adesivos naturais para madeira” Protocolo: 014100001226
PONTUAÇÃO CURRÍCULO: 
Apenas registro: 10 pontos
Carta: 40 pontos
REGISTRO DE PATENTES
Países com maior número de patentes Evolução no n°de 
patentes brasileiras
Fonte: Wipo, dados relativos a 2007
Japão
1° EUA
2°
NÍVEL: MUNDO e BRASIL
Coreia
do Sul
3°
Por quê ???Brasil ???
Patentes outorgadas pela USPTO a titulares de países do Mercosul
Acumulado 2000-2007
Distribuição por códigos IPC das patentes biotecnológicas de países do MERCOSUL 
outorgadas pela USPTO (acumulado 2000-2007)
Titulares brasileiros de patentes outorgadas pela USPTO
(acumulado 2000-2007)
CONSIDERAÇÕES FINAIS
� Área produtos naturais tem grande interface com biologia, química, 
biotecnologia, farmácia e agronomia (interação).
� Brasil possui vantagens em relação á outros países: biodiversidade = 
diversidade molecular.
� Comunidade científica parece se contentar com resultados pouco 
expressivos para geração de publicações (critérios estabelecidos). 
� Produção literária: focada apenas estudo determinada espécie em 
busca de seus compostos ativos para efeito biológico. Tem se mostrado 
pouco produtiva quanto á descoberta de novos protótipos.
� < rendimento dos compostos ativos isolados.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
� Investimentos em P & D são altos, riscos, geram expectativas de 
obtenção de direitos sobre os resultados.
� Existe pequeno n°de patentes relacionadas a área Produtos Naturais 
registrados por Brasileiros, apesar dos 207 grupos de pesquisa 
encontrados no CNPq.
� A lei de Patentes Nacional não aceita apenas a descoberta de um
princípio ativo natural, mas requer aplicação industrial e novidade 
inventiva.
� Pesquisador: precisa aprender a reconhecer a importância de 
proteger resultados de sua pesquisa. 
OBRIGADO
botrelpp@yahoo.com.br