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Cientistas criam simulação computacional do metabolismo humano: um novo caminho para encontrar tratamentos para centenas de doenças relacionadas a desordens metabólicas

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Pesquisadores americanos anunciaram a criação de um modelo computacional para as reações bioquímicas das células1 humanas. Através deste modelo, eles esperam que seja possível recriar processos metabólicos, elaborar dietas sobre medida e encontrar novas opções de tratamento para problemas como colesterol2 alto. O modelo virtual pode ser usado, por exemplo, para que se verifique o que ocorre caso certo medicamento seja usado para alterar uma reação metabólica específica, como a síntese do colesterol2.

Publicado na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences, o estudo foi realizado por uma equipe de seis especialistas em Bioengenharia da Universidade da Califórnia. O genoma humano foi analisado para verificar a correspondência entre genes e processos metabólicos identificando, por exemplo, os responsáveis pela produção de enzimas.

Durante aproximadamente um ano, os pesquisadores avaliaram 1.500 livros, relatórios científicos e publicações especializadas dos últimos 50 anos. Desta forma construíram um banco de dados com mais de 3.300 reações metabólicas, usadas posteriormente na criação de uma rede de processos na célula3.

Há centenas de doenças humanas ocasionadas por problemas metabólicos. As reações metabólicas incluem o conjunto de reações químicas responsáveis pelos processos de síntese e degradação dos nutrientes na célula3. A nova ferramenta permite aos cientistas realizarem testes com um sistema metabólico virtual e verificar as previsões do modelo em células1 verdadeiras.

O metabolismo4 de cada indivíduo (a conversão do alimento em energia) é determinado pela genética, ambiente e nutrição5. Para testar o modelo computacional, a equipe de pesquisadores realizou 288 simulações diferentes, como a síntese dos hormônios, testosterona e estrogênio, e o metabolismo4 da gordura6 da dieta.

A nova ferramenta foi desenvolvida para auxiliar cientistas a explorar centenas de desordens no metabolismo4 de aminoácidos, carboidratos, lipídios, minerais e outras moléculas. Também pretende-se, no futuro, estudar variações no metabolismo4 entre diversos indivíduos como forma de criar dietas personalizadas para controle de peso.

Fonte: Proceedings of the National Academy of Sciences

NEWS.MED.BR, 2007. Cientistas criam simulação computacional do metabolismo humano: um novo caminho para encontrar tratamentos para centenas de doenças relacionadas a desordens metabólicas. Disponível em: <https://www.news.med.br/p/medical-journal/10466/cientistas-criam-simulacao-computacional-do-metabolismo-humano-um-novo-caminho-para-encontrar-tratamentos-para-centenas-de-doencas-relacionadas-a-desordens-metabolicas.htm>. Acesso em: 7 jul. 2020.

Complementos

1 Células: Unidades (ou subunidades) funcionais e estruturais fundamentais dos organismos vivos. São compostas de CITOPLASMA (com várias ORGANELAS) e limitadas por uma MEMBRANA CELULAR.
2 Colesterol: Tipo de gordura produzida pelo fígado e encontrada no sangue, músculos, fígado e outros tecidos. O colesterol é usado pelo corpo para a produção de hormônios esteróides (testosterona, estrógeno, cortisol e progesterona). O excesso de colesterol pode causar depósito de gordura nos vasos sangüíneos. Seus componentes são: HDL-Colesterol: tem efeito protetor para as artérias, é considerado o bom colesterol. LDL-Colesterol: relacionado às doenças cardiovasculares, é o mau colesterol. VLDL-Colesterol: representa os triglicérides (um quinto destes).
3 Célula: Unidade funcional básica de todo tecido, capaz de se duplicar (porém algumas células muito especializadas, como os neurônios, não conseguem se duplicar), trocar substâncias com o meio externo à célula, etc. Possui subestruturas (organelas) distintas como núcleo, parede celular, membrana celular, mitocôndrias, etc. que são as responsáveis pela sobrevivência da mesma.
4 Metabolismo: É o conjunto de transformações que as substâncias químicas sofrem no interior dos organismos vivos. São essas reações que permitem a uma célula ou um sistema transformar os alimentos em energia, que será ultilizada pelas células para que as mesmas se multipliquem, cresçam e movimentem-se. O metabolismo divide-se em duas etapas: catabolismo e anabolismo.
5 Nutrição: Incorporação de vitaminas, minerais, proteínas, lipídios, carboidratos, oligoelementos, etc. indispensáveis para o desenvolvimento e manutenção de um indivíduo normal.
6 Gordura: Um dos três principais nutrientes dos alimentos. Os alimentos que fornecem gordura são: manteiga, margarina, óleos, nozes, carnes vermelhas, peixes, frango e alguns derivados do leite. O excesso de calorias é estocado no organismo na forma de gordura, fornecendo uma reserva de energia ao organismo.
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