Universidade obtém êxito na pesquisa da eletrosorefe capilar
CARLA FELTEN Jornalista

Pesquisadores e alunos da UFRGS comemoram os resultados obtidos em dez anos de pesquisa da técnica de eletroforese capilar, que rendeu duas patentes, publicações, formação de recursos humanos e aplicações em
trabalhos de colaboração até com universidades de outros estados.

A Universidade Federal do Rio Grande do Sul tornou-se pioneira no Brasil ao introduzir, há dez anos, a técnica de eletroforese capilar. A idéia partiu do professor do Instituto de Física Hans Peter Grieneisen e teve continuidade com o trabalho de mestrado do professor do Departamento de Biofísica do Instituto de Biociências Tarso Ledur Kist, que foi o primeiro aluno a ser formado nessa técnica na UFRGS. Kist teve a co-orientação do professor do Departamento de Bioquímica e do Centro de Biotecnologia Carlos Termignoni.
A técnica da eletroforese capilar é usada para analisar os íons e moléculas presentes em baixas concentrações em diversas amostras líquidas. Para tanto, bastam alguns microlitros (milionésima parte do litro) de amostra, o que permite ampla aplicação na Química, Bioquímica, Biotecnologia, Agronomia, Farmácia. Além disso, é usada numa das etapas do seqüenciamento do DNA – leitura da seqüência de bases A, C, G e T – ao longo da molécula de DNA.
Um dos principais objetivos da pesquisa básica na eletroforese capilar é agilizar o seqüenciamento do DNA. Para se ter uma idéia do tempo gasto, se um operador seqüenciasse o genoma humano em uma única máquina, levaria mais de mil anos para concluir o trabalho da eletroforese. Segundo Kist, isso mostra o quanto a tecnologia ainda precisa ser desenvolvida.
No momento, o que os cientistas buscam é aumentar a velocidade do seqüenciamento, mas a limitação está justamente na etapa da eletroforese capilar. “O sonho dos pesquisadores é poder realizar o seqüenciamento de um genoma, por exemplo o genoma humano, no período de alguns dias”, diz Kist.
A técnica realizada na UFRGS constitui-se da separação de moléculas em laboratório, por diferença de mobilidade eletroforética, pelas diferentes velocidades de migração num campo elétrico aplicado em uma solução. Esse trabalho envolve esforço e qualificação dos profissionais. Primeiro, porque a tecnologia usada é sofisticada e complexa.
“É necessário várias tecnologias juntas para a detecção florescente de poucas moléculas”, diz Kist. Também é preciso dominar a química de marcação de moléculas. A maioria das moléculas não exibe fluorescência significativa quando iluminadas por luz visível ou ultra-violeta. Por isso, se provoca uma pequena reação química, com a molécula alvo gerando um derivado bastante fluorescente que é facilmente registrado pelos detectores ópticos que podem perceber poucos fótons.
A parte computacional também é importante para a aquisição e processamento de dados. Além disso, os profissionais precisam ter domínio da tecnologia ao manipular em laboratório fontes de alta voltagem, que podem chegar a 30 mil volts. “O trabalho exige alta qualificação, principalmente em Computação, Física, Química, Ciência dos Materiais e Biologia Molecular”, diz Kist.
A vantagem da eletroforese capilar em relação à eletroforese em gel – técnica manual de seqüenciamento – é permitir um seqüenciamento de DNA mais rápido, com menos manipulações e sem o risco de lidar com radioisótopos. Enquanto a eletroforese capilar lê cerca de mil bases por capilar – tubinho de sílica fundida com 40 cm de cumprimento, 150 micrômetros de diâmetro externo e 50 micrômetros de diâmetro interno – entre uma ou duas horas, a eletroforese de gel permite no máximo o seqüenciamento de 500 bases e requer várias horas de trabalho.
Mas, para Kist, a maior vantagem é a diferença de resultados obtidos entre a técnica manual e a automatizada. No método capilar é possível ler 96 amostras simultaneamente, usando 96 capilares. Já no método manual, esse número cai para cerca de 20 amostras. O trabalho consiste em preencher o capilar com solução aquosa, introduzir as extremidades em dois frascos contendo soluções aquosas e aplicar uma diferença de potencial. Com o campo aplicado, as moléculas carregadas começam a migrar ao longo do capilar. À medida que as moléculas chegam ao outro extremo, vão sendo identificadas por um detector, produzindo um gráfico chamado de eletroferograma, que indica o tempo de chegada de cada grupo de moléculas.
Há cerca de um ano, essa área ganhou um grande impulso na UFRGS com a aquisição de um seqüenciador de DNA, avaliado em 300 mil dólares e financiado pelo projeto CNPq/ Ministério de Ciência e Tecnologia (MCT). O trabalho de seqüenciamento de genomas também passou a ter maior incentivo no Brasil, com a criação da Rede Nacional de Seqüenciamento, formada por 25 grupos distribuídos pelo país. No Rio Grande do Sul, existem dois grupos: o da UFRGS, coordenado pelo professor do Centro de Biotecnologia Arnaldo Zaha, e o da Pontifícia Universidade Católica, coordenado pelo professor Sandro Bonato. “Esperamos mais apoio da iniciativa privada e do governo, principalmente nas próximas etapas, que são o estudo dos proteomas (cunjunto das proteínas que ocorrem num organismo) e da Bioinformática”, declara Kist.
O esforço de Kist e da equipe tem resultado em aplicações da eletroforese capilar nas áreas de Química Analítica (análise de herbicidas, cátions e ánions), na Biotecnologia (aminoácidos, peptídeos, proteínas e metabólitos), na Genética (ácidos nucléicos), na Bioquímica (neurotransmissores, hormônios e outros) e na Farmácia (substâncias fisiologicamente ativas extraídas de animais e plantas, antioxidantes, antibióticos e outros fármacos).
Em dez anos, o assunto já rendeu várias teses de mestrado e doutorado, produziu mais de 20 artigos em periódicos internacionais, mais de 30 resumos em congressos e dois pedidos de patente. O primeiro invento, patenteado em 1996, tem o título de Seqüenciador Automático de Proteínas em Microtubo. Em 1997, foi patenteado um Aparelho de Focalizações Isoelétrica em Capilar. “Nossos trabalhos foram um dos primeiros a serem patenteados na UFRGS. Também nisso fomos pioneiros”, comemora o professor.
Depois do trabalho de mestrado, Kist fez doutorado e pós-doutorado no Exterior, onde aprofundou os conhecimentos. Hoje, colabora com vários grupos de pesquisa do Brasil e do Exterior, participa de reuniões e congressos e fornece orientações a pesquisadores e grupos de pesquisa que pretendem usar estas técnicas. “Essa é uma atividade em que dá para interagir muito, discutir e propor novas idéias.”
Para o professor Grieneisen, idealizador do trabalho, a pesquisa e o esforço de seu discípulo têm rendido bons frutos. “Estou feliz pelo fato de Kist ter levado essa idéia adiante. Nesse sentido, ele foi um pioneiro.” Para Kist, a pesquisa básica neste tema permite apreciar a fronteira do conhecimento. Estudando e observando átomos e moléculas fica-se convencido de que, na ciência, o máximo que se consegue é propor modelos aproximados, e que estes estão sempre em constante e permanente evolução. “Não creio que um dia teremos um modelo final. Acredito que estaremos sempre progredindo na busca de uma descrição melhor. Esse é um dos motivos por que a ciência é tão fascinante”, afirma.

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