Acelerador de partículas brasileiro reproduz imagens em 3D do novo coronavírus

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Sirius é um acelerador de partículas do tipo síncrotron localizado no município de Campinas, no interior de São Paulo, Brasil.

Sirius é um acelerador de partículas do tipo síncrotron localizado no município de Campinas, no interior de São Paulo, Brasil.

Pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), localizado em Campinas, realizaram os primeiros testes com o Sirius, acelerador de partículas brasileiro, usando uma proteína imprescindível para o ciclo de vida do novo coronavírus (Sars-Cov-2).

Os experimentos resultaram em imagens em 3D das estruturas da 3CL, uma das principais proteínas do vírus. Com os resultados, cientistas poderão compreender a biologia do vírus e buscar novos medicamentos para a covid-19.

confira o vídeo:

O CNPEM vai abrir as suas portas para receber pesquisadores envolvidos com projetos relacionados ao novo coronavírus a partir da próxima segunda-feira, dia 13. A operação chamada “Manacá” coloca o Sirius, novo acelerador de elétrons brasileiro, à disposição dos cientistas dedicados a estudar os detalhes moleculares da doença.

Para disponibilizar uma das estruturas mais modernas do mundo, pesquisadores do CNPEM fizeram testes com o Sirius e puderam realizar as imagens inéditas de uma proteína do coronavírus. Os primeiros resultados revelam detalhes da estrutura dessa proteína, importantes para compreender a biologia do vírus e apoiar pesquisas que buscam novos medicamentos para a covid-19.

“A amostra analisada nos primeiros experimentos no Sirius foi a proteína 3CL do SARS-CoV-2. Ela é uma das principais proteínas do vírus. Essa e outras proteínas são alvos estratégicos para o desenvolvimento de medicamentos, pois quando conseguimos inibir essas proteínas, é possível interferir na replicação viral”, explica Daniela Trivella, coordenadora de pesquisa da força-tarefa do CNPEM contra covid-19, em entrevista ao Estadão.

“Para interferir na atividade de uma proteína-alvo é importante conhecer sua estrutura tridimensional, isto é, a posição de cada um dos átomos que a compõe. Identificar seus pontos fracos, saber onde podemos interferir para alterar a sua atividade e impactar no ciclo de vida do vírus. As técnicas de luz síncrotron nos permitem isso. Podemos ainda observar, na escala atômica, como essas proteínas interagem com fármacos. Esses detalhes moleculares geram conhecimentos que são fundamentais para apoiar a busca por novos medicamentos e para a compreensão da biologia do vírus”, complementa Trivella.

A reportagem também entrou em contato com Ana Carolina Zeri, pesquisadora que coordena a primeira estação de pesquisa do Sirius a entrar em operação. Ela explica que acelerador de elétrons ajuda a encontrar vulnerabilidades na estrutura do vírus e essas “brechas” podem servir para atacá-lo com medicamentos.

A reportagem também entrou em contato com Ana Carolina Zeri, pesquisadora que coordena a primeira estação de pesquisa do Sirius a entrar em operação. Ela explica que acelerador de elétrons ajuda a encontrar vulnerabilidades na estrutura do vírus e essas “brechas” podem servir para atacá-lo com medicamentos.

“Conhecer a estrutura molecular de proteínas fundamentais para o ciclo de vida do SARS-CoV-2 e outros vírus pode ser a chave para atacá-las com novas moléculas que podem levar ao desenvolvimento de medicamentos. No caso do HIV, por exemplo, as primeiras drogas foram desenvolvidas a partir da identificação de dados moleculares de proteínas fundamentais para o vírus. Drogas com essa ação estão presentes nos coquetéis utilizados para HIV até hoje”, conta.

“As imagens que divulgamos neste primeiro momento revelam a estrutura de uma proteína de SARS-CoV-2 já conhecida e resolvida em síncrotrons de outros países. A reprodutibilidade de dados já bem estabelecidos evidencia que a primeira estação de pesquisa do Sirius a receber experimento está gerando dados confiáveis, conferindo segurança para a realização de análises inéditas, ainda em fase inicial de testes”, diz Zeri.

A proteína 3CL, por exemplo, está relacionada ao mecanismo de replicação do coronavírus. Ao inibir a atividade dessa proteína, é possível interferir na reprodução do vírus – o que pode levar ao desenvolvimento de tratamentos ou medicamentos eficazes para a Covid-19. 

Para chegar lá, os pesquisadores precisam entender a estrutura da proteína – ou seja, como os seus átomos estão organizados. A técnica de difração de raios X, usada no acelerador, faz justamente isso: detecta cada um dos átomos da proteína, formando um mapa em 3D deles, como o que você vê aqui embaixo.

Imagem em 3D de proteína do novo coronavírus (Imagem: Sirius/CNPEM/Divulgação)

Com essas informações, é possível identificar “pontos fracos” na estrutura e criar medicamentos para bloquear a ação da proteína. O mesmo já foi feito com o HIV. Algumas das drogas usadas hoje para o tratamento da AIDS foram desenvolvidas com base nas informações estruturais do vírus e das proteínas.

Na prática, o acelerador de partículas funciona como um microscópio gigante – só que muito mais potente. Ele revela com detalhes as estruturas que um microscópio não chega nem perto, como moléculas e átomos. Para isso, não basta ampliar a imagem. É preciso jogar radiação nelas e ver o resultado.

As partículas circulam no acelerador até atingirem uma velocidade muito alta. O Sirius acelera apenas elétrons, que chegam a dar até 580 mil voltas por segundo lá dentro. Esses elétrons emitem uma radiação quando adquirem energia (a difusão de raios X).

Enquanto isso, a proteína fica paradinha recebendo essa radiação, assim como você precisa ficar parado quando vai fazer um exame de raio X ou uma tomografia. Os raios atravessam a proteína com tanta precisão que fazem o “contorno” dos átomos, possibilitando aos cientistas estudarem a estrutura a fundo.

As imagens do 3CL produzidas pelo Sirius já haviam sido feitas por aceleradores de outros países, mas isso é um bom sinal: é uma confirmação de que o Sirius consegue gerar resultados com precisão, além de reforçar a credibilidade para a produção de pesquisas inéditas.

Para utilizar o acelerador de partículas os cientistas terão de enviar propostas de pesquisa para uma avaliação técnica dos especialistas. “Neste momento, consideramos que a máquina está em fase de comissionamento científico, realizando experimentos ainda em condições que impõem algumas limitações. Entretanto, em resposta à crise causada pela covid-19, optamos por disponibilizar antecipadamente essa ferramenta aos pesquisadores que já têm familiaridade com experimentos de cristalografia de proteínas, para que eles possam avançar no entendimento molecular do vírus”, diz o diretor do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), Harry Westfahl Jr.

A coordenação do projeto também conta que os primeiros resultados diferenciados devem ser publicados e compartilhados na força tarefa que envolve pesquisadores de todo o mundo.

“Além do nosso compromisso com a agenda pública de pesquisas com o SARS-CoV-2, o início da operação vai beneficiar a comunidade científica de todo o País. Pesquisadores poderão submeter propostas de pesquisa para utilizar essa linha de luz”, afirma Mateus Cardoso, chefe da divisão de materiais moles e biológicos do LNLS.

O Sirius possui 518 metros de circunferência, sendo um dos aceleradores de luz síncrotron (o nome vem de “sincronia” e “elétrons”) mais avançados do mundo. Ele começou a ser construído em 2014, foi inaugurado em 2018 e passou a funcionar em 2019. Ao todo, a construção custou R$1,8 bilhões, se tornando a maior empreitada científica do Brasil. 

Fonte: Exame/ Superiteresante

 

 

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dayllon13

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Jonathan Muniz
15/07/2020 1:27 am

Luz p’ra nós!

Tatta Amanda
15/07/2020 2:08 am

Luz p’ra nós.

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15/07/2020 4:47 am

Luz p’ra nós!

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15/07/2020 6:51 am

Compreender a estrutura 3D dá uma visão da posição de cada átomo, que show! Luz p’ra nós! 🍎🍁👊

José
15/07/2020 7:33 am

Luz pra nós

Admin bar avatar
15/07/2020 9:11 am

luz p’ra nós!

Márcio Henrique
15/07/2020 11:17 am

Luz pra nós!

Camila Ribeiro
15/07/2020 1:30 pm

Luz pra nós!

Lin de Oliveira
15/07/2020 4:44 pm

Luz p´ra nós …

Arlete Lima
15/07/2020 5:30 pm

Luz pra nós!

Luiz Cláudio
15/07/2020 7:58 pm

Luz p’ra nós!

Gustavo Borba
16/07/2020 12:53 am

Luz p’ra nós!

João Judá Oliveira Pereira
19/07/2020 5:44 pm

Muito interessante vamos ficar atentos a isso! Luz p’ra nós

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