Bioprospecção, uma abordagem racional para garimpar modelos de fármacos da rica biodiversidade nacional

Norberto Peporine Lopes e Vanderlan da Silva Bolzan
A diversidade biológica brasileira, incluída entre as maiores do planeta, é uma fonte de produtos naturais praticamente inexplorados. O país pode se tornar liderança mundial num cenário em que a bioeconomia é cada dia mais recorrente

O desenvolvimento da espécie humana no planeta Terra sempre esteve associado à natureza e ao que ela produz. Dos inúmeros relatos históricos de várias civilizações e etnias aos dias atuais, o homem explorou a natureza para a sua sobrevivência e melhoria da qualidade de vida. Se tivéssemos que traçar uma linha do tempo sobre a importância dos produtos naturais extraídos de espécies de plantas que mudaram a história da humanidade, teríamos que escrever páginas e páginas. O processo de evolução das espécies permitiu ao homem, entre erros e acertos, selecionar na natureza espécies de plantas para cura, alimentação, proteção, higiene, embelezamento, para sobrevivência e bem-estar.

Da descoberta do alcalóide morfina, narcótico de propriedade analgésica potente — isolado da planta asiática Papaver somniferum, da família botânica das papaveraceas, em 1804 pelo farmacêutico Friedrich Sertürner — ao canabidiol isolado de Cannabis sativa — lançado no mercado em 2018 com o nome Epidiolex® para o tratamento de epilepsia refratária infantil e síndrome de Dravet —, as plantas continuam sendo um laboratório sofisticado de modelos de fármacos e outros bioprodutos úteis.

Essa riqueza biológica fantástica foi sintetizada na palavra biodiversidade, criada pelo biólogo Thomas Lovejoy, para agregar e dimensionar a variedade total dos organismos vivos terrestres. O artigo 2 da Convenção sobre Diversidade Biológica define o termo como a “variabilidade de organismos vivos de todas as origens, compreendendo, dentre outros, os ecossistemas terrestres, marinhos e outros ecossistemas aquáticos e os complexos ecológicos de que fazem parte; compreendendo ainda a diversidade dentro de espécies, entre espécies e de ecossistemas.

A biodiversidade tem um significado muito abrangente, e os produtos naturais biossintetizados por vias metabólicas complexas nos organismos que a compõem desempenham papel importante na conservação e no uso sustentável dessa diversidade biológica. São essenciais a regulação celular e defesa e, sob esse aspecto, a biodiversidade brasileira, incluída entre as maiores do planeta, é um arsenal de conhecimento novo que vai sendo gradativamente descoberto nos biomas nacionais. Essa imensa riqueza biológica é uma fonte de produtos naturais praticamente inexplorados, constituindo uma fonte potencial de bioprodutos para inovação, inclusive para enfrentar a atual pandemia. Num cenário em que a bioeconomia é cada dia mais recorrente, o Brasil pode ser uma liderança mundial pela exploração racional de sua rica biodiversidade. Identificar bioprodutos de valor agregado, contemplando a tão propalada “economia verde”, deveria ser uma prioridade de Estado.

A biodiversidade brasileira, incluída entre as maiores do planeta, é um arsenal de conhecimento novo que vai sendo gradativamente descoberto nos biomas nacionais

Outro aspecto importante sobre o uso da biodiversidade refere-se ao conhecimento tradicional. A utilização de plantas medicinais passadas de geração a geração é uma forma racional consagrada em muitos países. Na China espécies de uso milenar hoje detêm um mercado milionário. A artemisinina (qinghaosu) — um dos componentes isolados de uma espécie de Asteraceae, a Artemisia annua, planta medicinal usada milenarmente devido às propriedades antimaláricas — é um exemplo consagrado da importância da Tradicional Medicina Chinesa. São inúmeros os exemplos de plantas que acumulam substâncias com propriedades farmacológicas, cosméticas, suplementos alimentares, entre outros usos. Nesse sentido, o termo bioprospecção foi criado para identificar um grande número de derivados naturais com alguma propriedade útil ao homem. Portanto, significa exploração da biodiversidade objetivando extrair dela produtos de valor econômico, como fármacos, cosméticos, fragrâncias, agroquímicos, suplementos alimentares, enzimas industriais, etc.

No Brasil as pesquisas agronômicas de melhoramento e de aproveitamento de frutos nativos da nossa biodiversidade sempre foram um impulso importante em nossa economia e, desde o descobrimento da “terra prometida”, chamaram a atenção da corte portuguesa. Pelo lado científico, com destaque para a área da química, os estudos e pesquisas sobre os produtos naturais de nossa flora são os mais antigos da história da química brasileira. Ainda na época do Brasil Colônia, os médicos portugueses perceberam que a indisponibilidade de medicamentos seria um problema a ser contornado e buscaram o conhecimento da população indígena sobre produtos naturais disponíveis no país para apresentar alternativas para os cuidados médicos necessários da época.

Além de ter propósitos terapêuticos, a extração de corante do pau-brasil (Paubrasilia echinata), de onde foi inspirado e designado o nome para o país, foi por muito tempo uma grande força econômica. Com base extrativista, poderíamos citar muitos exemplos e séculos após tivemos o ciclo de exploração da seringueira, a Hevea brasiliensis, de onde se extraiu a borracha por muitos e muitos anos.

Ainda na Colônia, a chegada da família real portuguesa ao Brasil, em 1808, é considerada um marco histórico devido à abertura do porto às nações aliadas. Nesse período, deu-se início às expedições científicas que descreveram pela primeira vez, em detalhes, a fauna e a flora do novo continente descoberto. Em 1874, Theodoro Peckolt, um jovem farmacêutico alemão, ajudou a reorganizar o laboratório de química do Museu Nacional, dando o pontapé inicial nos estudos sobre produtos naturais numa instituição pública brasileira. A partir desse momento, iniciaram-se os estudos descritivos, mas a limitação de instrumentação não permitiu um avanço científico significativo.

Da Colônia até os dias atuais, fica evidente que o Brasil, mesmo detendo uma das maiores biodiversidades do mundo, teve pouquíssimos produtos naturais isolados de espécies nativas se transformaram em produtos farmacêuticos acabados, nas prateleiras. Dois exemplos clássicos são o alcaloide tubocurarina, isolado de Chondodendron tomentosum, o qual apresenta alta ação no relaxamento muscular, e o peptídeo bradicinina, isolado do veneno da víbora Bathrops jararaca, que serviu de modelo para a síntese de reguladores da hipertensão. Aqui cabe uma reflexão. Tiveram essas descobertas o papel esperado dos processos inovativos e de geração de renda?

Vários programas de bioprospecção foram iniciados no Brasil, desde a bioprospecção randômica à busca racional e ao trabalho com plantas medicinais. Mais recentemente, o BIOTA/FAPESP também criou seu programa. Em todos esses projetos, mesmo que o país abrigue uma das maiores riquezas naturais do planeta, os resultados ficaram muito aquém do esperado para essa imensa riqueza. Isso se deve à falta de uma tradição de inovação em produtos naturais pelos setores industriais, que no entanto são aptos a desenvolver inovações incrementais e até radicais a partir da rica biodiversidade brasileira. A biodiversidade é uma fábrica natural sofisticada de substâncias que tem potencial enorme para inovações dos setores de fármacos, cosméticos, fragrâncias, agroquímicos e suplementos alimentares. No entanto, a inovação ainda é um processo complexo, de alto risco e custo.

O setor de cosméticos não foi afetado pela crise econômica, e os resultados obtidos a partir de produtos naturais de espécies nativas vêm crescendo acima dos demais setores. É um mercado nacional bastante desenvolvido, que pode ter na bioprospecção um desenvolvimento ainda maior. Há um universo de oportunidades para a inovação a partir de produtos naturais identificados da nossa imensa biodiversidade, e uma forma racional de busca é por meio de um programa de bioprospecção envolvendo setores industriais responsáveis por tecnologia e inovação.

Existem vários produtos naturais isolados de espécies dos biomas brasileiros que poderiam ser usados com sucesso para desenvolvimento de novos produtos, e a biodiversidade brasileira é sem dúvida rica e uma fonte para as inovações que surgem com o apelo da bioeconomia. Mas, até o momento, são poucos os produtos de valor agregado que emergiram de um programa de bioprospecção articulado para explorar a biodiversidade brasileira. Como podemos explicar o fato e tomarmos um rumo futuro?

Primeiro, não podemos esquecer que tradicionalmente a pesquisa do Brasil esteve quase que totalmente internalizada em laboratórios de institutos de pesquisas públicos e universidades. Ao mesmo tempo que se teve financiamento para a pesquisa, a legislação e marcos regulatórios foram um entrave difícil de ser transposto, principalmente na área de fármacos. A partir de 1996, com a Lei de Patentes, as interações entre as universidades e o setor produtivo foram estimuladas. O Brasil vivia totalmente direcionado à produção de cópias, o que nos deixou totalmente dependente de tecnologia externa. Em 2004, foi sancionada a Lei da Inovação, e, em 2016, o Marco Regulatório da Inovação desburocratizou procedimentos, permitindo uma maior conexão entre universidades e empresas, alavancando o sistema de parques tecnológicos no país. Apesar de ainda não vermos um grande avanço da produção de um “blockbuster” nacional, os resultados de novos produtos químicos, farmacêuticos ou veterinários de nossa biodiversidade estão aparecendo com maior intensidade por meio do modelo de negócios utilizando as empresas de bases tecnológicas.

Empresas de cosméticos que utilizam materiais únicos de nossa biodiversidade estão em franco surgimento, e os impactos na economia podem ser aferidos por meio da arrecadação de impostos e novos postos de emprego — afetados no momento pela crise social mundial causada pela pandemia da covid-19. Empresas de controle de pragas usando organismos de nossa biodiversidade, novas substâncias marinhas antifouling e processos fermentativos de alimentos endêmicos estão levando a uma química fina baseada nos produtos naturais e vêm introduzindo novos sabores e aromas, entre outros no mercado baseado em pesquisa e inovação.

Apesar do faturamento pequeno, as pequenas empresas representam mais da metade dos empreendimentos do Brasil. Dependendo do sucesso, muitas delas são adquiridas por grandes corporações, e seus produtos mudam de lado nessa balança. Portanto, cabe aqui uma última reflexão: seria mesmo o caminho tentarmos mudar a cultura das grandes empresas sob o investimento em pesquisa em produtos naturais? Ou será o momento de investirmos mais ainda em pesquisa e formação de recursos humanos voltados para desenvolvimento inovador? A biodiversidade e os produtos naturais são fontes potenciais de riquezas, mas ousar na criação de novos empreendedores e novas empresas em produtos naturais é condição essencial para a bioprospecção de nossa biodiversidade.

Norberto Peporine Lopes é graduado em ciências farmacêuticas na USP (Universidade de São Paulo) de Ribeirão Preto, obteve seu mestrado e seu doutorado na USP e seu pós-doutoramento em Cambridge, no Reino Unido. Atualmente é membro titular da Academia Brasileira de Ciências e professor titular em química orgânica do Departamento de Ciências Biomoleculares da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto, na USP. Foi presidente da Sociedade Brasileira de Química e laureado com o Prêmio Jeremy Knowles 2020 da Royal Society of Chemistry.

Vanderlan da Silva Bolzani é graduada em Farmácia Bioquímica pela UFPB, 1973. Mestrado em química de produtos naturais, pelo IQ-USP em 1977 e doutorado em ciências, no IQ-USP, 1982. Pós-doutorado no Virgínia Tech, Blacksburg, VA, EUA, 1992-1994. Professora Convidada na University Pierre & Marie Curie, Paris VI, 2011-2013. Membro eleita da TWAS, 2012; Academia Brasileira de Ciência, 2011 e da Academia de Ciência da América Latina em 2019. Atual presidente da Academia de Ciências do Estado de São Paulo - ACIESP. Foi presidente da Sociedade Brasileira de Química (2008-2010). Vice-Presidente da SBPC por dois mandatos (2015-2017; 2017-2019). Ao longo da carreira recebeu vários prêmios: Distinguished Women in Science (ACS/IUPAC 2011), Medalha Simão Mathias (2011), Prêmio Capes-Elsevier (2014), Prêmio Kurt Politzer de Tecnologia, ABIQUIM (2015), Medalha Otto R. Gottlieb (2017) e Prêmio SBQ Vanderlan da S. Bolzani para homenagear mulheres destacadas na Química (2019). Pesquisadora 1A do CNPq, é membro do Conselho Superior da Fapesp (2018-2022) e da coordenação do Biota-FAPESP desde 2003.

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