DESCOBERTA DE NOVAS MOLÉCULAS NATURAIS:

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS DESCOBERTA DE NOVAS MOLÉCULAS NATURAIS: PESQUISAS E REGISTRO DE PATENTES PRISCILA PEREIRA BOTREL DOUTORANDA EM FITOTECNIA ORIENTADOR: Prof. Dr. José Eduardo Brasil Pereira Pinto

2 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

3 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)

4 BIODIVERSIDADE NO BRASIL 15 a 20 % da (BRASIL, 2006) HTS: HIGH THROUGHPUT SCREENING

5 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

6 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

7 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.

8 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)

9 ATUALIDADES E PERSPECTIVAS NA DESCOBERTA NOVAS MOLÉCULAS NATURAIS 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 (Pupo & Gallo, 2007)

10 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

11 PROCEDIMENTOS OBTENÇÃO PRINCÍPIOS ATIVOS Todos extratos devem ser testados... EFEITO BIOLÓGICO Sinergismo??? PROCEDIMENTOS CROMATOGRÁFICOS (I e P)

12 PROCEDIMENTOS OBTENÇÃO PRINCÍPIOS ATIVOS 3) Separação, purificação e identificação dos constituintes químicos

13 PROCEDIMENTOS OBTENÇÃO PRINCÍPIOS ATIVOS Exemplos (ISOLAMENTO COMPOSTOS / QUANTITATIVO) CROMATOGRAFIA DE PARTIÇÃO Suporte: PAPEL Fase Estacionária: Aquosa Fase Móvel: Solvente orgânico (hidrofóbico) CROMATOGRAFIA DE FASE REVERSA Suporte: GEL DE SÍLICA (camada delgada ou TLC) Fase Estacionária: sílica (mineral apolar) Fase Móvel: Solvente aquoso ou água

14 PROCEDIMENTOS OBTENÇÃO PRINCÍPIOS ATIVOS Exemplos (IDENTIFICAÇÃO COMPOSTOS / QUALITATIVO) 1 2 Pico referente a um composto Ex.: Tujona milivolts Cromatógrafo gasoso acoplado ao Massa minutos Exemplo de cromatograma ÓLEOS VOLÁTEIS

15 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 ME Isolamento de compostos com < atividade similaridade composto reconhecida ação biológica = COMPOSTO RELEVANTE EFEITO

16 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

17 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

18 BIOTECNOLOGIA 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.)

19 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

20 Catharanthus roseus Vimblastina Antileucêmicos U$ 1,000,000/Kg 0,0005%

21 Taxus brevifolia ANTICANCERÍGENO U$ 600,000/KG 0,007%

22 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

23 DESCOBERTA DE NOVAS MOLÉCULAS 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 Métodos: - Screening de extratos e produtos naturais e de bibliotecas de compostos sintéticos - Planejamento racional baseado em estruturas - Química combinatória, HTS

24 Exemplos de substâncias isoladas a partir de plantas medicinais 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 )

25 EXEMPLO PRÁTICO AGRICULTURA: DESCOBERTA DA PIRETRINA Estruturas dos constituintes inseticidas do extrato de piretro Chrysantemum cinerariaefolium Flores extração inseticida Estrutura química são ésteres Economicamente: amplo espectro de atividade, ação rápida e eficiente em doses baixas, baixo poder residual

26 DESCOBERTA DA PIRETRINA 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???

27 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) Organofosforados: atuam nas sinapses Piretróides: atuam no Sistema Nervoso Central e Periférico

28 REGISTRO DE PATENTES

29 REGISTRO DE PATENTES qualquer gênero da indústria

30 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??? 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 Dificuldade???

31

32 IMPORTANTE: Não pode publicar em nenhum meio científico/comunicação (congressos, revistas, jornais algo que se pretende patentear)

33

34 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

35 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. PI Ação inibitória de extratos Protocolo: de plantas sobre lipase pancreática Inibidor de tripsina de lepdópteros. Protocolo: Produção de adesivos naturais para madeira Protocolo:

36 REGISTRO DE PATENTES PONTUAÇÃO CURRÍCULO: Apenas registro: 10 pontos Carta: 40 pontos

37 NÍVEL: MUNDO e BRASIL Japão Países com maior número de patentes Evolução no n de patentes brasileiras 1 EUA 2 Coreia do Sul 3 Fonte: Wipo, dados relativos a 2007 Brasil??? Por quê???

38 Patentes outorgadas pela USPTO a titulares de países do Mercosul Acumulado

39 Distribuição por códigos IPC das patentes biotecnológicas de países do MERCOSUL outorgadas pela USPTO (acumulado )

40 Titulares brasileiros de patentes outorgadas pela USPTO (acumulado )

41 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.

42 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.

43 OBRIGADO

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