IA ajuda cientistas a identificar moléculas com potencial para o envelhecimento saudável

O envelhecimento envolve uma série de mudanças naturais nas células e nos tecidos. Entre os processos estudados pela ciência está o desequilíbrio causado pelo excesso de moléculas reativas, capazes de afetar estruturas importantes do organismo quando os mecanismos de defesa não conseguem mantê-las sob controle.

Pesquisadores da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio) estão usando inteligência artificial para investigar moléculas que podem participar justamente desse sistema de proteção. O foco são os peptídeos antioxidantes pequenas sequências de aminoácidos que despertam interesse por possíveis aplicações futuras na saúde, nutrição e outras áreas.

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Em um artigo publicado no 'The Conversation', os autores André Silva Pimentel, Maria Carolina J. A. Schneider e Marina Geisiely Damaso Godinho Alves explicam que o próprio funcionamento do organismo produz pequenas "faíscas" químicas. Em excesso, essas moléculas podem contribuir para alterações celulares.

IA investiga moléculas ligadas ao envelhecimento

Os peptídeos podem surgir, por exemplo, quando as proteínas dos alimentos são quebradas durante a digestão. Entretanto, apenas algumas dessas sequências apresentam propriedades antioxidantes, elementos apontados como parte do combate ao envelhecimento por controlar o estresse oxidativo.

A diferença está em características como o número e a disposição dos aminoácidos, a estrutura da molécula e suas propriedades físico-químicas. Como existem inúmeras combinações possíveis, encontrar aquelas com maior potencial exige analisar uma quantidade muito grande de dados.

Para facilitar essa busca, pesquisadores do Laboratório de Sistemas Complexos da PUC-Rio utilizaram Inteligência Artificial Explicável em um estudo publicado pela American Chemical Society. A tecnologia permite ir além de uma simples classificação. Isso porque ajuda a identificar quais partes de uma sequência contribuíram para que o modelo apontasse determinado peptídeo como potencialmente antioxidante.

Tecnologia ajuda a direcionar os testes

Esse tipo de análise pode tornar a pesquisa mais direcionada. Em vez de levar um grande número de moléculas diretamente ao laboratório, os cientistas conseguem priorizar aquelas que apresentam características consideradas mais promissoras pelo modelo.

Isso, porém, não significa que a inteligência artificial possa confirmar sozinha a eficácia de um composto. Depois dessa triagem, os peptídeos selecionados ainda precisam passar por experimentos que verifiquem aspectos como atividade antioxidante, estabilidade, segurança e possíveis formas de utilização.

Dessa forma, a ferramenta funciona como apoio ao trabalho científico. A combinação entre inteligência artificial, bioinformática e experimentação pode ajudar a tornar a descoberta de novos compostos bioativos mais eficiente. "Além de perspectivas para o desenvolvimento futuro de estratégias voltadas à saúde, à nutrição e ao envelhecimento saudável", apontaram os pesquisadores.

Por que o estresse oxidativo importa?

De acordo com os especialsitas, moléculas reativas produzidas pelo organismo não são necessariamente prejudiciais. Em níveis adequados, elas participam de diferentes funções fisiológicas. O problema aparece quando sua produção se torna maior do que a capacidade dos sistemas antioxidantes de equilibrá-las. Esse quadro recebe o nome de estresse oxidativo.

Quando persiste, ele pode provocar alterações em componentes essenciais das células, como DNA, proteínas e lipídios. Por isso, o fenômeno é estudado em pesquisas sobre envelhecimento e diferentes doenças.

No cérebro, por exemplo, o tema desperta interesse porque o tecido nervoso apresenta intensa atividade metabólica. Investigar esses mecanismos pode contribuir para compreender melhor processos associados a doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Parkinson.

Na oncologia, os pesquisadores também estudam como o equilíbrio entre moléculas oxidantes e antioxidantes se relaciona a processos celulares envolvidos na progressão de tumores.

Peptídeos ainda precisam de mais estudos

O interesse científico pelos peptídeos antioxidantes não significa que essas moléculas já sejam tratamentos contra o envelhecimento ou contra doenças. A pesquisa busca, primeiro, identificar sequências com características interessantes e compreender por que elas apresentam determinado comportamento. Somente etapas posteriores podem mostrar se esses compostos terão aplicações práticas.

Entre as possibilidades estudadas estão usos futuros em alimentos funcionais, nutracêuticos, cosméticos e desenvolvimento farmacêutico. Portanto, a contribuição da inteligência artificial está principalmente em revelar padrões que poderiam ser difíceis de encontrar apenas por métodos tradicionais.

Ao compreender melhor a relação entre estrutura molecular e atividade antioxidante, os pesquisadores podem abrir novos caminhos para estudos voltados à saúde e ao envelhecimento saudável. "Decifrar os peptídeos antioxidantes é, afinal, ouvir o que pequenas alterações no organismo têm a dizer sobre o tempo", concluiram os pesquisadores.