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O oceano constitui mais de 70% do planeta Terra e representa o maior habitat do nosso planeta1. Nesta área enorme, apenas 5% do fundo do mar foi explorado de alguma forma e menos de 0,01% foi estudado exaustivamente1.
Nas últimas décadas, o ambiente marinho tem sido objeto de grande atenção por parte dos investigadores, uma vez que é abundante em compostos relevantes para muitas indústrias, tais como a farmacêutica, a cosmética ou a nutracêutica, entre outras2. Este habitat é muito competitivo e agressivo e, por isso, requer a produção de moléculas ativas potentes que possam ser utilizadas para criar vacinas, medicamentos e suplementos, incluindo ácidos gordos poliinsaturados (PUFA), polissacarídeos, minerais e vitaminas, enzimas e peptídeos bioativos1. Além disso, os recursos naturais marinhos têm uma enorme diversidade de alvos moleculares com seletividade marcada, o que aumenta o seu poder farmacológico e terapêutico1. A medicina vem explorando os benefícios dos organismos marinhos há milhares de anos, pois seus metabólitos secundários constituem uma vasta biblioteca com bioatividade relevante².
O oceano é a maior fonte de potenciais medicamentos, com mais de um milhão de substâncias químicas já descobertas até agora3.
Embora tenham sido demonstradas atividades biológicas significativas para vários problemas de saúde², ainda existem muitos desafios na exploração do potencial dos organismos marinhos para fins medicinais, uma vez que a falta de acessibilidade às áreas do mar profundo é uma barreira à coleta, pesquisa e desenvolvimento de muitos componentes ativos marinhos novos e extremamente potente3. Além disso, o facto de os recursos marinhos viverem em condições extremas leva a variações nos metabolitos produzidos3. No entanto, as técnicas de mergulho autônomo confiáveis foram aprimoradas, o que permitiu uma coleta crescente de organismos marinhos de águas profundas3. Além disso, a evolução das técnicas de maricultura e aquicultura, a otimização dos programas de triagem e o desenvolvimento de métodos escaláveis para obter e separar metabolitos são fatores que têm facilitado o uso dessas biomassas3. Isto levou a um grande crescimento na descoberta de novos produtos marinhos e nos seus testes em ensaios clínicos3. Além disso, há um aumento nos pedidos de patentes para agentes isolados com atividade terapêutica de microrganismos marinhos, fitoplâncton, algas, esponjas, cnidários, briozoários, moluscos, tunicados, equinodermos, mangues e outras plantas3. No que diz respeito às patentes relacionadas com produtos naturais marinhos, foram emitidas aproximadamente 200 para aplicações industriais entre 1969 e 1995, e 45 para aplicações terapêuticas entre 2015 e junho de 20183.
Os organismos marinhos são divididos em bactérias marinhas, cianobactérias, microalgas, macroalgas, fungos marinhos, invertebrados marinhos e peixes marinhos2. O estudo desses organismos aumentou significativamente a quantidade de produtos naturais conhecidos e desempenha um papel importante na criação de novos medicamentos e no desenvolvimento da indústria farmacêutica em todo o mundo9. Os compostos marinhos já demonstraram várias atividades terapêuticas, incluindo antibacteriana, antiviral, antimalárica, anti-inflamatória, imunossupressora, analgésica, antioxidante, antitumoral e como promotores da saúde cardiovascular1.
Foi em 1940 que a classe de antibióticos cefalosporínicos foi descoberta, com a cefalosporina C, um antibiótico relacionado à penicilina e produzido a partir do fungo Acremonium chrysogenum, encontrado no Mar Mediterrâneo, perto da Sardenha1,4. Mas foi somente na década de 1950 que ocorreu o boom no desenvolvimento de medicamentos marinhos, marcado pela descoberta por Werner Bergmann da espongotimidina e da espongoiridina, derivadas da esponja caribenha Tectitethya crypta (anteriormente conhecida como Cryptotethia crypta)2, 9, 10. Isso deu origem à citarabina (também conhecida como Ara-C, Cytosar-U®), o primeiro medicamento derivado do mar colocado no mercado, um anticancerígeno que foi aprovado pela Food and Drug Administration (FDA) dos EUA apenas em 1969, para o tratamento da leucemia8 10. Mais tarde, em 1976, foi aprovada a vidarabina (Ara-A, Vira-A®), um medicamento antiviral derivado de nucleósidos de arabinose isolados da esponja marinha de águas rasas Tethya crypta, na costa da Flórida, para o tratamento do vírus Herpes simplex1 4 10. Depois disso, por diferentes razões, tais como o aparecimento de combinações sintéticas simples e economicamente viáveis e o fracasso de alguns desenvolvimentos clínicos, o investimento das grandes empresas farmacêuticas caiu em determinado momento e causou ceticismo na comunidade científica em relação à exploração de novos produtos naturais marinhos para o desenvolvimento de medicamentos, o que durou até o final do século passado2 8.
No entanto, no início do século XXI, os medicamentos marinhos entraram numa era de renascimento, e os habitantes marinhos tornaram-se a principal fonte de novos compostos químicos, devido à sua bioquímica que resulta em metabolitos secundários distintos.
Houve um novo marco com a descoberta e o desenvolvimento da proteína fluorescente verde derivada da água-viva por Osamu Shimomura, Martin Chalfie e Roger Tsien, pesquisa que contribuiu para que eles recebessem o Prémio Nobel de Química de 2008. Mais tarde, em 2007, a trabectedina, extraída do tunicado Ecteinascidia turbinate, foi aprovada pela EMEA para o sarcoma de tecido mole avançado em 2007 e para o cancro do ovário em 20092.
Existem também muitos excipientes de origem marinha no mercado. Exemplos disso são o ágar, derivado da alga vermelha Gelidium amansii; os alginatos, derivados das algas marrons Laminaria hyperborea; as carrageninas, derivadas das algas vermelhas dos géneros Kappaphycus e Eucheuma; fucoidanos, derivados de algas castanhas como Fucus vesiculosus e Sargassum stenophyllum, e quitosana, derivada de exoesqueletos de artrópodes e crustáceos5. Alguns deles, particularmente os alginatos, são extremamente importantes na fabricação de medicamentos, uma vez que raramente foram descobertas substâncias sintéticas para substituí-los5. Além disso, o colagénio marinho proveniente de peixes surgiu como um recurso versátil e sustentável, alternativo ao colagénio de mamíferos, devido ao seu menor risco de doenças transmissíveis aos seres humanos, pois pode ser obtido a partir de descartes da indústria de processamento de peixes, tornando o setor mais sustentável6 e também está isento de questões éticas e religiosas.
Recentemente, foram lançados projetos de biotecnologia marinha em grande escala fora da UE (por exemplo, na Noruega e na Coreia do Sul), enquanto nos EUA o financiamento institucional diminuiu nos últimos anos2.Na UE, o programa Horizonte 2020 investiu fortemente na investigação e inovação marinha, e há vários projetos de biotecnologia marinha em andamento baseados na descoberta de medicamentos, por exemplo: MAREX – Exploração de recursos marinhos para compostos bioativos: da descoberta à produção sustentável e aplicações industriais (2010-2014); BAMMBO – Produção sustentável de moléculas biologicamente ativas de origem marinha (2011–2014); PharmaSea – Aumentando o valor e o fluxo no pipeline de biodiscovery marinho (2012–2016); SeaBioTech – Do fundo do mar à bancada de testes: aproveitando o potencial dos micróbios marinhos para a biotecnologia industrial (2012–2016)2. O programa francês ECIMAR estudou a ecologia química marinha como um indicador da biodiversidade, e os projetos SPECIAL e SPONGES especializaram-se na investigação de esponjas marinhas, enquanto SWAFAX e HYFFI se especializaram em compostos bioativos de algas marinhas2.
Uma das principais barreiras ao desenvolvimento de medicamentos a partir de organismos marinhos é a falta de disponibilidade permanente de quantidades suficientes de compostos no ambiente marinho, garantindo o uso sustentável1 7. Isso já interrompeu o desenvolvimento de vários compostos marinhos altamente promissore1. Outra barreira é o facto de, na maioria das vezes, o composto de interesse estar presente em pequenas quantidades e ser difícil de isolar1 7. como é o caso da extração de invertebrados marinhos1. A dificuldade em colher de forma sustentável no ambiente marinho poderia ser resolvida através da criação de organismos marinhos em condições ideais7, explorando a maricultura e a aquicultura1. No entanto, ainda não é possível cultivar artificialmente muitos organismos de interesse farmacológico, especialmente microrganismos, devido à falta de conhecimento das condições de vida no ambiente natural e à adaptação aos métodos de cultivo.
O co-cultivo de vários organismos pode ser uma solução em alguns casos, pois permite imitar a complexidade encontrada no ambiente natural1.
Técnicas genéticas para aumentar o rendimento da produção de substâncias de interesse foram otimizadas, para conseguir o isolamento e a expressão de genes de organismos que não podem ser cultivados. Como mencionado anteriormente, existem vários desafios na identificação, desenvolvimento e comercialização de medicamentos.
No entanto, existem inúmeras substâncias em fase de ensaios pré-clínicos e clínicos para o tratamento de várias doenças, e aqui destaca-se a classe dos medicamentos antitumorais.
Ainda é necessário desenvolver tecnologias que permitam a avaliação correta e meticulosa da biodiversidade disponível nos oceanos para superar os obstáculos ao desenvolvimento de fármacos de origem marinha. Técnicas moleculares avançadas permitiram a caracterização taxonómica e fisiológica de organismos, e técnicas de amostragem foram apresentadas como uma solução no acesso a amostras de organismos para facilitar o cultivo de espécies marinhas. No entanto, ainda existem limitações no conhecimento dos organismos e seus metabolitos para a implementação em larga escala do cultivo artificial1.
Na B2E, atuamos como facilitadores da inovação, levando ideias inovadoras a níveis de maturação e valorização mais elevados em diferentes mercados, ao mesmo tempo que estabelecemos os esforços de tradução necessários entre as linguagens académica e industrial, galvanizando assim a relação entre estes setores. A B2E está estrategicamente posicionada para estimular o desenvolvimento sustentável da Bioeconomia Azul Portuguesa, atuando especificamente na área da biotecnologia marinha, bem como na aquicultura e na valorização dos recursos vivos marinhos. Entre muitas subáreas relacionadas, a B2E é um interveniente valioso para estimular a I&D em medicamentos de origem marinha, atuando como uma ponte entre a investigação portuguesa e os mercados nacionais e internacionais. De facto, para as três áreas de ação da B2E, pretendemos estimular a internacionalização da capacidade científica e tecnológica nacional.
A nossa atividade é impulsionada não só por uma equipa de colaboradores com múltiplas competências, mas também por uma rede inestimável de associados que cobrem estrategicamente toda a cadeia de valor das áreas de atuação da B2E – esta interação frutífera com os nossos associados tem sido bem-sucedida em impulsionar-nos para o centro das atenções e o nome da B2E está a começar a ganhar alguma notoriedade. Portanto, se trabalha em biotecnologia e gostaria de impulsionar o seu negócio, fale connosco!
A cada ano, o número de produtos naturais marinhos conhecidos aumenta2 8 9.Diferentes fatores, como o desenvolvimento de técnicas confiáveis de mergulho autônomo e equipamentos para águas profundas, a resistência humana aos medicamentos, as preferências dos consumidores ou o reconhecimento das vantagens da biomassa marinha, motivaram o crescente interesse na pesquisa de novos medicamentos alternativos a partir de recursos vivos marinhos nos últimos anos2. Isso incentivou o desenvolvimento de novos medicamentos e levou ao desenvolvimento de vários ensaios clínicos1.Os invertebrados marinhos são um dos principais grupos de organismos biológicos que deram origem a metabolitos secundários com propriedades farmacológicas e levaram à formulação de novos medicamentos10. Os compostos com possível atividade em doenças crónicas e/ou doenças não tratadas são os mais estudados para o desenvolvimento de novos medicamentos1.Há um investimento crescente em investigação e o surgimento de pequenas empresas de biotecnologia que exploram a comercialização desses produtos2,que podem ser aproveitados com a ajuda da B2E.
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