Um grupo de cientistas da Universidade Estadual de Campinas, em parceria com outros pesquisadores, lançou um software inovador para simplificar o estudo de informações genéticas complexas. Batizada de CellForgeR, a plataforma gratuita é a primeira do gênero criada no país e tem o objetivo de democratizar a investigação científica na biologia e na saúde.
Inovação no estudo de células únicas
A tecnologia empregada pelo sistema é o sequenciamento de RNA de célula única, conhecido como single-cell RNA-seq. Diferente dos métodos convencionais que avaliam um bloco inteiro de tecidos, essa técnica detalha a expressão genética de cada célula de maneira individualizada.
“Essa metodologia nos permite enxergar as células num nível de detalhes inédito. Assim, descobriu-se, por exemplo, que os macrófagos [células que atuam na linha de frente do sistema imune], antes divididos simplificadamente em M1 e M2, formam um verdadeiro mosaico de estados celulares. O mesmo ocorreu em relação aos adipócitos [células de gordura]. Acreditava-se que estavam divididos entre brancos, marrons ou beges, quando, na verdade, há um espectro maior. Esse detalhamento é essencial para compreender doenças metabólicas de forma mais precisa”, diz Marcelo Mori, professor do Instituto de Biologia da Unicamp e um dos envolvidos no desenvolvimento do CellForgeR.
Para Mori, o impacto dessa tecnologia pode ser equiparado ao avanço histórico proporcionado pelo microscópio eletrônico na área científica. “Ambos nos permitiram enxergar amostras biológicas com maior definição e mudaram a forma como fazemos investigações e formulamos perguntas e hipóteses”, declara.
Democratização da bioinformática e acesso facilitado
Manipular grandes volumes de dados genômicos costuma demandar domínio avançado de bioinformática e acesso a máquinas de altíssimo desempenho, frequentemente restritas a instituições estrangeiras bem financiadas.
“Nos Estados Unidos, por exemplo, as universidades estimulam a criação de softwares que facilitem esse tipo de análise. Lá, os laboratórios têm acesso a ferramentas internas ou a programas de empresas especializadas, computadores muito potentes, que costumam ser caros”, diz Diogo de Moraes, pesquisador da Universidade Estadual Paulista e um dos criadores do CellForgeR, que passou um período na Harvard Medical School durante o doutorado, apoiado pela Fapesp.
Foi durante essa vivência internacional que Moraes concebeu a ideia inicial do projeto. “Quando voltei para o Brasil, pensei: ‘Por que não criar uma plataforma aqui também?’”, declara.
Como funciona a plataforma
Desenvolvido em conjunto com especialistas da Unicamp, da Unesp e da USP, o sistema elimina barreiras técnicas ao rodar diretamente na nuvem, sem necessidade de instalações locais.
“Diferentemente dos programas tradicionais, a plataforma não precisa ser instalada no computador do usuário. Ela funciona diretamente em um data center da Unicamp, o Cluster Científico do Instituto de Biologia. O pesquisador acessa tudo pelo navegador, usa dados que ele produziu ou que já estão disponíveis na internet, escolhe parâmetros, tipos celulares e genes de interesse usando menus e botões, sem precisar programar uma linha de código. Se o pesquisador sabe usar uma planilha de Excel, agora também consegue analisar dados de células únicas”, diz Moraes.
Com o auxílio do sistema, análises demoradas tornam-se ágeis. “Um pesquisador interessado em câncer, por exemplo, pode selecionar os dados referentes aos macrófagos de um tumor, investigar a expressão de um gene específico e comparar com outros tipos celulares”, afirma Mori. “A ideia, portanto, é ampliar a capacidade de análise e estimular que mais cientistas revisitem dados públicos, eliminando as barreiras técnica e financeira e ampliando a possibilidade de novas descobertas.”
Além de disponibilizar o software, a equipe planeja promover capacitações práticas. “Atualmente, buscamos capacitar pesquisadores tanto nas técnicas de bancada de laboratório quanto no manuseio de dados de sequenciamento de células únicas. A programação e a manipulação de dados brutos têm sido uma das maiores barreiras para médicos e cientistas”, conclui Mori.