Crise das Mordidas de Cobra: A IA Pode Transformar a Abordagem Centenária aos Antivenenos?

Pesquisadores utilizaram a IA para projetar proteínas que neutralizam toxinas-chave no veneno de cobra, oferecendo um potencial caminho para tratamentos de mordida de cobra mais eficazes e acessíveis.

O estudo, publicado em Nature, destaca como a IA pode abrir caminho para novos tratamentos mais acessíveis para picadas de cobra, potencialmente salvando milhares de vidas a cada ano.

A Nature relata que as picadas de cobra matam cerca de 100.000 pessoas anualmente e causam incapacidade permanente para muitas mais, particularmente em áreas de baixos recursos. A Organização Mundial da Saúde define as mordidas de cobra como uma “questão de saúde pública negligenciada em muitos países tropicais e subtropicais.’’

Os tratamentos atuais, derivados principalmente de anticorpos no soro sanguíneo de animais imunizados, como cavalos e ovelhas, permaneceram praticamente inalterados por mais de um século. Esses antivenenos muitas vezes requerem refrigeração e profissionais médicos treinados para administrá-los, limitando sua utilidade em regiões rurais ou mal atendidas, como observado pela Nature.

A nova abordagem utiliza uma ferramenta de IA chamada RFdiffusion, desenvolvida pela equipe de David Baker na Universidade de Washington. Inspirado por programas de IA geradores de imagens como o DALL-E, o RFdiffusion pode projetar proteínas capazes de se ligar firmemente a toxinas específicas.

Em colaboração com a bioquímica Susana Vázquez Torres, a equipe direcionou três tipos de toxinas presentes no veneno de cobras elapídeas, conhecidas por causar paralisia, danos aos tecidos e morte.

Usando RFdiffusion, os pesquisadores criaram “mini-ligantes” que se ligaram fortemente a estas toxinas de veneno. Experimentos mostraram que esses mini-ligantes poderiam neutralizar os efeitos das toxinas em células cultivadas em laboratório.

Em testes com animais vivos, a equipe demonstrou sua eficácia: ratos injetados com doses normalmente letais de veneno sobreviveram quando tratados com mini-ligantes, seja antes ou logo após a exposição. “Este é provavelmente o resultado experimental mais incrível que obtive em minha carreira até agora”, disse Vázquez Torres.

As proteínas projetadas pela IA possuem vantagens sobre os antivenenos tradicionais. Elas são altamente estáveis e podem eliminar a necessidade de refrigeração, tornando-as ideais para locais remotos. Além disso, elas podem ser produzidas em massa a baixo custo usando bactérias industriais.

No entanto, essas proteínas abordam apenas uma fração da composição complexa do veneno de cobra, o que significa que os futuros antivenenos podem precisar combinar vários mini-binders adaptados às espécies de cobras regionais.

Apesar dos resultados promissores, ainda existem desafios no financiamento e no desenvolvimento clínico. Embora as iniciativas de design de proteínas de Baker para doenças como o câncer tenham garantido investimentos substanciais, os recursos para doenças negligenciadas como as picadas de cobras são escassos.

“O caminho a seguir para qualquer coisa relacionada a doenças infecciosas ou doenças do mundo em desenvolvimento, como as picadas de cobras, é simplesmente mais difícil”, relata a Nature, citando Baker. Ainda assim, essa pesquisa inovadora sinaliza uma mudança transformadora no enfrentamento dos desafios globais de saúde com a IA.