O projeto engloba a pesquisa e desenvolvimento de novos medicamentos glicobiológicos baseadas em glicosaminoglicanos clássicos como a heparina e novos polissacarídeos sulfatados extraídos de invertebrados marinhos. Alguns destes compostos inovadores serão desenvolvidos como novas opções aos anticoagulantes disponíveis no mercado para aumentar o acesso a medicamentos mais eficientes, seguros e modernos; entre eles uma nova heparina não fracionada e uma nova heparina de baixo peso molecular de origem bovina. O condroitim sulfato fucosilado, obtido do pepino-do-mar, e seus derivados de baixo peso molecular, poderão ser consolidados como novos anticoagulantes administrados por via oral, com mecanismo de ação distinto de todos os outros medicamentos disponíveis no mercado. Também será investigado os aspectos biológicos e farmacológicos relacionados ao uso de anticoagulantes orais sintéticos em casos de hemorragia intracerebral. Além do uso clássico como agentes anticoagulantes para profilaxia e tratamento de doenças tromboembólicas, o projeto também incluirá a pesquisa e desenvolvimento de novos agentes antimetastáticos baseados em derivados da heparina bovina com baixa atividade anticoagulante com alto e baixo peso molecular. Este projeto será executado utilizando uma variedade de abordagens metodológicas já consolidadas pelo grupo de pesquisa, que abrangem desde aspectos bioquímicos básicos, passando por investigações farmacológicas in vitro e in vivo com animais experimentais e avança até avaliações pré-clínicas relacionadas a pesquisa e desenvolvimento desses novos medicamentos.

A heparina não fracionada (HNF) é usada em pacientes que necessitam anticoagulação rápida e estável. A variabilidade da sua resposta individual e a janela terapêutica estreita exigem monitoração constante. Nosso projeto visa esclarecer os fatores associados a essa variabilidade do efeito da HNF. Esse tema tem grande relevância especialmente para o SUS porque o Brasil é um dos poucos países que utilizam HNF por via subcutânea. Não temos estudos sobre a absorção do medicamento por essa via, sua farmacodinâmica, variabilidade individual e sequer dados robustos sobre efetividade terapêutica. Um dos pontos chaves da variabilidade da resposta individual da heparina podem estar relacionada com sua interação com a antitrombina. A glicosilação dessa serpina pode afetar sua atividade e interação com a heparina. A variabilidade da resposta terapêutica da HNF também pode estar relacionada com as preparações farmacêuticas atualmente disponíveis no Brasil, que é um dos poucos países que convive com dois tipos de preparações de HNF (suína e bovina), com diferenças físico-químicas e biológicas. Nosso grupo demostrou que uma única etapa de purificação da HNF bovina nos permite obter preparações homogêneas semelhantes à suína. Esse procedimento está em etapa de escalonamento e busca de parceiros do setor produtivo para sua implementação. Uma vez determinado o glicofenótico da antitrombina, seu efeito na interação com a serpina e obtidas preparações de HNF mais homogêneas, a etapa final será estudar a farmacodinâmica da HNF administrada por via endovenosa e subcutânea. Em síntese, o projeto combina abordagens para a personalização da resposta terapêutica da HNF, tanto investigado os alvos moleculares da sua ação quando estabelecendo preparações farmacêuticas mais homogêneas no país..

Nosso grupo de pesquisa vem se dedicando ao estudo de aspectos químicos e biológicas de polissacarídeos sulfatados (PSs) de organismos marinhos desde a década de 80. Equinodermas apresentam dois tipos de PSs enriquecidos em fucose: 1) fucanas sulfatadas (FSs), constituídas de unidades repetitivas de L-fucose [a1?3]- ou [a1?4]-ligada com padrões de sulfatação espécie-específicos e 2) condroitim sulfato fucosilado (CSF), composto por uma cadeia central de condroitim sulfato decorada com ramificações de L-fucose com padrões de sulfatação espécie-específicos. Embora o papel das FSs na fertilização co-específica de ovos de ouriços do mar já tenha sido bem estabelecido, a função biológica de FSs e CSFs presentes na parede corporal de pepinos do mar permanece elusiva. Equinodermos possuem um tecido conjuntivo capaz de alterar sua rigidez e elasticidade dinamicamente, denominado catch connective tissue" (CCT). A mudança de estado mecânico dos CCTs é atribuída a alterações na arquitetura de fibrilas colágenas mediadas pelas proteínas tensilina e softenina e pela exsudação da água de solvatação adsorvida por proteoglicanos (PGs). No entanto, a estrutura dos PGs componentes dos CCTs e seu papel na mudança de estado mecânico ainda não foram descritos detalhadamente. Recentemente, nós conseguimos purificar o PG presente no CCT do pepino do mar I. badionotus (PGIb). Análises preliminares através de microscopia de força atômica indicam que PGIb é composto por uma cadeia central proteica ligada tanto a FSs quanto a CSFs e que cálcio pode alterar sua conformação ultraestrutural. No presente projeto, nós vamos estudar a estrutura química dos componentes de PGIb e avaliar suas interações com as fibrilas de colágeno do CCT, afinidades com cálcio e propriedades reológicas. Através destes resultados nós finalmente poderemos esclarecer a função biológica de FSs e CSFs de pepinos do mar. Adicionalmente, nós vamos investigar aspectos relacionados à biossíntese de FSs de equinodermas.

O projeto usa a Glicobiologia e Glicobiotecnologia para o desenvolvimento de fármacos que modulem alvos envolvidos em mecanismos fisiopatológicos de doenças crônicas, como trombose e câncer. Também envolve o desenvolvimento de produtos aplicáveis diretamente à vacinação e ao tratamento de doenças fúngicas emergentes no estado do Rio de Janeiro. A equipe desta proposta tem ampla experiência na caracterização estrutural de carboidratos. No caso da heparina, o grupo estuda desde os (i) aspectos estruturais usando métodos químicos e espectroscópicos, (ii) testes dos efeitos em ensaios in vitro, (iii) avaliação usando modelos animais de coagulação e trombose, (iv) testes de toxicidade no sistema hematológico, até (v) avaliações em pacientes. Neste último aspecto, o grupo participou de estudo visando comparar os efeitos de diferentes heparinas em pacientes submetidos à diálise renal. Aqui propomos consolidar as provas de conceito da utilização de uma nova heparina bovina, BHF2, como medicamento anticoagulante e antitrombótico. O projeto também envolve outra fração da heparina bovina, BHF1, como medicamento antimetastático. Visamos ainda, o desenvolvimento de novos materiais luminescentes e nanométricos de caráter inovador, caracterizados pela liberação controlada de inibidores de glicosiltransferases e pela seletividade associada à funcionalização com fragmentos de anticorpos monoclonais direcionados contra marcadores de macrófagos associados ao tumor. Para combater os principais agentes de micoses endêmicas sistêmicas e/ou resistentes aos agentes antifúngicos em humanos, C. albicans, C. neoformans, H. capsulatum, P. brasiliensis, Scedosporium spp, L. apiospermune e S. brasiliensis (emergente e hiperendêmico no Rio), visamos desenvolver formulações vacinais utilizando vesículas extracelulares fúngicas, transformadas com glicoproteínas heterólogas e exploraremos a atividade antifúngica de proteínas de fusão lectinas-Fc contra fungos emergentes clinicamente importantes.