A Ana Petronilo é investigadora no ITQB e também trabalha com a síntese de moléculas, correto?

Sim.

E o que eu queria perguntar para começar é: de que forma este Nobel ou a investigação feita pelos recentes laureados tem impacto no seu trabalho, na investigação que faz?

Eu trabalho com química click, não necessariamente a química bioortogonal. Agora, obviamente que era já um ponto assente para muitos de nós, que este tipo de reatividade e esta simplificação que apareceu com a chamada química click teria que ser premiada mais cedo ou mais tarde com o Prêmio Nobel. Havia uma grande esperança com isso. No meu caso particular, eu uso estes chamados processos click para desenvolver muitas das moléculas que nós fazemos, nomeadamente os chamados triazóis. E o processo que foi desenvolvido por Meldal e Sharpless, aquilo que veio trazer foi uma simplificação deste processo, que normalmente obtínhamos muitas misturas e através desta nova metodologia é muito mais fácil, muito mais seletivo, não é preciso usar temperatura. Ou seja, as condições de reação são muito simples. A sua aplicação, como fez a Carolyn Bertozzi em química bioortogonal, trouxe as coisas para um patamar completamente diferente, porque passamos a poder fazer reações dentro de células, com uma especificidade que antes era muito difícil de conseguir. Portanto, o impacto deste trabalho é imenso.

E eu ia lhe perguntar isso mesmo. Pelo que eu percebo, o que aconteceu aqui foi simplificar um processo. Normalmente temos tendência a complicá-los, não é? O que se fazia antes e de que forma é que foi simplificado?

Portanto, a reação base, que é uma cicloadição para formar um ciclo click na sua versão mais simples, depois tem outras variações. O que acontecia é que as reações davam sempre misturas, não era fácil ter só um dos compostos.

Tentava-se juntar duas coisas e tinham-se vários compostos, em vez de ser só um.

Sim, tinham-se vários compostos. A grande descoberta foi perceber que era possível direcionar a reatividade e conseguir que a reação fosse seletiva e só formar um composto, que era o composto desejado. Portanto, a partir daí o campo evoluiu bastante, porque podemos basicamente fazer o composto que queremos, da maneira que queremos, com a conectividade que queremos. De uma maneira muito simples, sem ter que purificar, sem ter que usar catalisadores muito complexos, é uma reação muito simples.

Ou seja, poupou trabalho também, não é?

Muito.

Porque não é preciso estar a retirar as moléculas que não interessam e a reação assim também parece mais rentável.

A reação é consideravelmente mais rentável. Portanto, nesse aspecto, a aplicação da química click não é só depois a sua aplicação biológica, a aplicação de processos click é imensa, para catálise, para uma série de coisas. O potencial da reação está a ser explorado ainda, obviamente, que é uma coisa relativamente recente, nos mais variados campos da química, com muitas aplicações em fotofísica, por exemplo, em catálise, é imensa a aplicação.

Podia só explicar o que é catálise e os catalisadores.

Claro. Um processo catalítico é um processo que ocorre de uma maneira mais fácil, mais rápida pela introdução do catalisador. O catalisador acelera a velocidade da reação. Uma reação que pode tardar, vamos supor, uma semana, pode, de repente, com a introdução de um catalisador, passar a ter uma hora. E neste sentido, muitas das reações click, há vários tipos, há reações normalmente até hoje em dia já sem a utilização de metais, normalmente utilizava-se cobre. Mas são reações que foram aceleradas e passaram pelo mecanismo da reação que introduziu o catalisador a serem também mais seletivas. Mas a partir do momento em que foi descoberta a primeira metodologia, a partir daí o campo também se foi desenvolvendo, ou seja, foram se fazendo afinações, foi-se afinando o processo.

Ok. Portanto, cada vez temos melhores catalisadores, que são moléculas, que facilitam as reações químicas.

E até temos casos em que deixou de ser necessário o catalisador. Por exemplo, pode-se trabalhar na molécula, que é o precursor, aquela que vai reagir, por forma a que ela tenha uma reatividade latente. Ou seja, vamos supor, uma coisa que tem três átomos que estão com muita tensão, que em presença de uma outra molécula para libertar essa tensão, forma uma molécula desejada. Isso é um processo que hoje em dia não precisa de catalisador, mas que é uma reação click também, foi desenvolvida a partir das primeiras. As primeiras, sim. O primeiro report, sim, havia a utilização de catalisadores, mas pronto, os catalisadores vêm simplificar, não vêm complicar, vêm simplificar o processo.

Ok, e aquilo que me estava a dizer é quando há tensão, na natureza as coisas tendem para um equilíbrio, não é? E havendo essa tal tensão, é mais fácil esta ligação entre as moléculas, é isso?

Sim, mas pronto, este é um caso, não sei se será a melhor coisa para citar, porque de facto é uma das metodologias de síntese para a click relativamente recente, as outras todas elas envolvem Catalisadores geralmente envolvem cobre, também podem ser feitos com pt, mas geralmente envolvem cobre. Mas sim, os processos Click vieram simplificar uma reação que antes dava origem a misturas e que hoje em dia é possível obter de forma muito seletiva, sem condições de reação que sejam a dever-se, tanto em termos de solventes como em termos de temperatura. Mesmo os próprios catalisadores não são propriamente tóxicos, portanto é a simplificação na sua versão máxima.

Daí que possa ser usada em células vivas.

Efetivamente.

Que é o termo.

Que é o grande desenvolvimento que trouxe a Carolyn Bertozzi as aplicações a desenvolver a química bioortogonal. E é bioortogonal por quê? Porque faz uma reação única dentro da célula, sem afetar nenhuma das funcionalidades biológicas que estão à volta. Ou seja, a reação ocorre, é altamente específica, não afeta absolutamente nada do que está celular, nenhuma função biológica. O que podia perfeitamente acontecer, tendo em conta que estamos a fazer uma reação. E podia haver um produto secundário ou qualquer outra coisa. Peço desculpa. Ou qualquer outra coisa. O fato de poder fazer esta reação dentro da célula, permite estudar uma variedade de processos biológicos que de outra forma não teria sido possível ou seria consideravelmente mais complexo.

E esses processos que me está a dizer não são só em células vivas, como são nos próprios organismos vivos, ou não?

Sim, também.

E pode me dar alguns exemplos práticos desta aplicação?

Por exemplo, fazer o labeling de uma proteína com cor fluorescente, por exemplo, para estudar dentro da célula e perceber qual é o comportamento da proteína.

Labeling sendo a sinalização.

Sinalização, por exemplo, com uma molécula fluorescente para poder perceber o que acontece dentro da célula ou uma função específica que queiramos ver. Peço desculpa. Depois também o chamado imaging, que também pode ser feito in vivo, ou seja, aquilo que nós fazemos é tentar estudar mais uma vez, tentar ler a célula por vias normais e tentar sinalizar moléculas específicas com uma ligação que não afete a sua função biológica e que seja simples de fazer e fácil depois de ver.

É como pôr holofotes sobre as partes que queremos observar na célula e seguir todo o comportamento sem que esses holofotes perturbem o funcionamento, é isso?

Por exemplo, no DNA podemos ligar uma molécula através de uma ligação de uma reação Click, unindo o DNA a uma outra molécula fluorescente, por exemplo, para perceber processos de transcrição, para perceber transformação e degradação do DNA, para vários processos. Mas basicamente é pegar numa molécula de importância biológica, para fazer, e através de uma reação bioortogonal, introduzir-lhe uma função adicional que nos permita estudar processos que de outra forma não seriam possíveis.

E isto vale não só para as moléculas que existem dentro das células, mas para moléculas que possamos pôr dentro das células como medicamentos.

Sim, também.

Eu aproveitava para lhe perguntar também sobre o trabalho de Barry Sharpless, porque ele já tinha sido laureado com o Prêmio Nobel em 2001. E também com catalisadores. Estes dois trabalhos estão relacionados ou não?

Tendo em conta que ele desenvolve processos catalíticos, eu penso que o Prêmio Nobel para reações de oxidação, se não estou em erro, ele desenvolve processos catalíticos e otimiza esses processos. O que ele acabou por fazer com o Click, foi pegar numa reação muito antiga, que se chama cicloadição de Huisgen, e pegar nessa reação e tentar perceber, isto dá sempre umas misturas, será que nós a conseguimos otimizar? E portanto, foi isso que fez. Agora, como digo, tendo em conta que a reação é muito simples, com moléculas muito simples, o potencial de aplicação desta metodologia depois vai ser gigantesco.

Pois era isso que eu lhe ia perguntar também. Apesar da aplicação ser muito simples, depois pode ser usado com vários tipos de moléculas e com várias finalidades.

Sim, sem dúvida. Porque de facto uma reação é muito simples. Quando falamos destas reações bioortogonais, uma reação que entre dentro da célula e que se possa fazer dentro da célula, em ambiente controlado, sem afetar absolutamente nada à sua volta, obviamente que é altamente desejável. Nós não queremos estar a fazer um processo destes para estudar, imaginemos o comportamento de uma proteína dentro de uma célula, e depois fazer uma reação que vai deturpar todo o ambiente celular. E o que isto vai trazer é que nós temos a garantia de que a reação ocorre de uma maneira simples, sem modificar nada à volta e, portanto, esse estudo que é feito e toda a informação que conseguimos tirar daí é fidedigna.

Ok. E em relação ao trabalho que a Ana desenvolve, se podia explicar-nos melhor em que áreas atua?

Olha, eu trabalho em várias áreas, mas trabalho sobretudo com modificações dos bocadinhos do DNA, os nucleósidos, que compõem o DNA, o RNA, e portanto estudo a sua reatividade Para perceber de que maneira os ácidos nucleicos se degradam, que impacto isto pode ter nas várias doenças e também para tentar desenvolver novos medicamentos que tenham por base este tipo de moléculas e que possam, por exemplo, interferir em processos anticancerígenos, que possam servir como medicamentos para tratar doenças como algum tipo de cancro. Outra coisa que fazemos também baseado nestas moléculas, os chamados nucleosídeos, que são os componentes do DNA e do RNA. Nós desenvolvemos a partir de uma molécula que é habitualmente utilizada para tratar o HIV, o AZT, com uma metodologia click, nós transformamos o AZT para fazer uma molécula um pouco mais complexa, usando catalisadores de cobre para fazer uma molécula um pouco mais volumosa. Fizemos isto em colaboração com a doutora Helena Soares, da Nova Medical School, e percebemos que estas moléculas são bastante eficientes para o tratamento profilático do HIV. Esta foi uma das aplicações que o trabalho destas pessoas teve na minha investigação.

E já agora, perguntei em que ponto está essa aplicação potencial, se estamos numa fase ainda laboratorial, se estamos já a preparar para ensaios clínicos.

Não, ainda não. Eu sou química sintética, eu estudo só as reações. Primeiro, o desenvolvimento destas reações é a um nível muito básico, de síntese, de otimização, de síntese, como é que lá chegamos, como é que as moléculas se podem transformar, como é que eu otimizo uma reação, como é que isto se pode fazer. E depois faço um primeiro teste de viabilidade, que foi feito com a Faculdade de Medicina da Nova, para perceber se as moléculas têm potencial ou não. Neste caso, têm. E o que nós vimos é que células que não estão infectadas com HIV, quando estão em presença destes compostos, não se infectam quando em contacto com o vírus. Por exemplo, também acontece que se as células estiverem infectadas com HIV, os compostos conseguem diminuir em parte essa infeção, mas onde eles são francamente eficazes é na prevenção do contágio, diria eu. Obviamente que este é um trabalho ainda muito preliminar, muito promissor, mas muito preliminar e ainda carece de algum desenvolvimento de síntese, ou seja, expandir a nossa biblioteca de moléculas, perceber onde é que podemos otimizar a atividade. Há todo um trabalho de química fundamental que é para ver estas coisas, que é necessário ser feito. E é também muito por isso que eu fico muito contente, que este Nobel seja atribuído a estes três cientistas, justamente porque acho que enaltecem o trabalho e o pensamento fundamental da química sintética, que obviamente nem sempre tem uma aplicação no imediato, mas depois as aplicações a partir do momento em que se começam a desenvolver, podem ter impacto nas nossas vidas muito para além do que eu era esperar ao início.

Ana Petronilio, muito obrigada por estas declarações e pelas explicações sobre o que é a química de click. Agradeço-lhe imenso a sua disponibilidade.