Software DNAr-Logic pode ajudar no desenvolvimento de diagnósticos, cura e prevenção de doenças e, assim, melhorar a qualidade de vida da população
Com a população mundial tendo a expectativa de vida cada vez maior, cientistas se debruçam diuturnamente em soluções e inovações que proporcionem melhor qualidade de vida para a população e, também, traga a cura, previna e, até mesmo, impeça que doenças acomentam as pessoas. Criada em 2018, a ferramenta DNAr – projeto para simulações em DNA – vem sendo aprimorada em pesquisa de doutorado por cientistas do Departamento de Ciências da Computação da Universidade Federal de Minas Gerais. O trabalho é basicamente pensar, projetar e testar como sistemas computacionais a base de DNA podem funcionar e agilizar resultados e diagnósticos.
O estudo envolve equipe multiprofissional das áreas de computação, engenharia elétrica, química e bioquímica. De acordo com as pesquisas, o software pode, dentre outras inovações, reduzir o tempo necessário para desenvolver diagnósticos e medicações e outros tratamentos, além de proporcionar a prevenção de doenças. Ao mesmo tempo, reduz os custos.
Em tese defendida em 2018, o mestrando do DCC/UFMG à época, Daniel Kneipp de Sá Vieira, criou a DNAr – Software escrito na linguagem R para simulação de redes de reações químicas em DNA – e proporcionou grande mudança na realidade do estudo do DNA. Atualmente, os doutorandos Renan Albuquerque Marks e Poliana Aparecida Corrêa de Oliveira, vêm aprimorando o software. Para tanto, Renan criou o DNAr-Logic – extensão para DNAr que “traduz” circuitos lógicos em redes de reações químicas de DNA. Também a aluna de graduação em Engenharia Elétrica da UFMG, Maria Cristina Fonte Boa, participou do projeto em 2020. Além dela, o químico e pesquisador Marcos Viero Guterres, igualmente da Universidade.
De acordo com o orientador dos alunos, coordenador do trabalho e professor do DCC/UFMG, Omar Paranaiba Vilela Neto, os pesquisadores investigam sistemas computacionais digitais convencionais, analógicos e até mesmo modelos de Inteligência Artificial. “Com esse sistema, o grande ganho que a sociedade pode obter é ter à disposição sistemas computacionais que possam ser biocompatíveis, possibilitando o processamento de informações in-vitro e, quem sabe futuramente, in-vivo. As principais ações poderiam ser no diagnóstico de doenças, vírus e bactérias, até mesmo no tratamento de enfermidades”, ressaltou .
A pesquisa em nanocomputação é a área que estuda a computação aplicando dispositivos nanométricos, ou seja, na escala de tamanho um milhão de vezes menor que um milímetro. Desta forma, o estudo propõe que o computador biológico promova a análise, por exemplo, de estruturas de fitas de DNA contidas em uma gota de sangue. Assim, pode-se descobrir doenças já existentes, ou com probabilidade de surgir, propor tratamentos e, também, ações preventivas.
De acordo com Marks, o circuito lógico torna o computador biológico capaz de analisar e identificar a real enfermidade que acomete algum paciente. Isso é útil em casos de dificuldade em fechar um diagnóstico de determinada doença a partir da análise clínica de um sintoma que pode ser comum a várias doenças diferentes. “Passamos toda a sequência lógica que implementa esse diagnóstico para o software. A partir daí, ele o converte em reações químicas de DNA que serão transformadas em equações diferenciais usadas para simular as interações entre essas fitas de DNA. De acordo com os nossos estudos, o DNAr-Logic tem potencial de reduzir o tempo das pesquisas e acelerar os resultados dos experimentos e, também, proporciona grande economia financeira.”, esclarece o doutorando.
A pesquisa envolvendo o DNAr e o DNAr-Logic já foi reconhecida internacionalmente, por meio de publicações em revistas científicas. Apesar de ser recente, segundo o criador do software, há a possibilidade de que em cerca de dez anos a tecnologia de nanocomputação em DNA já tenha resultados promissores e práticos. “Essa nova tecnologia poderá fortalecer o processo de diagnóstico e fornecer ferramentas para que os profissionais de saúde identifiquem e proponham tratamentos mais rápidos e baratos. Desta forma, poderemos melhorar a qualidade de vida da população”, concluiu Renan.
