Integração das técnicas de triagem virtual e triagem biológica automatizada em alta escala: oportunidades e desafios em P&D de fármacos

High-throughput screening (HTS) and virtual screening (VS) are useful methods employed in drug discovery, allowing the identification of promising hits for lead optimization. The efficiency of these approaches depends on a number of factors, such as the organization of high quality databases of compounds and the parameterization of essential components of the screen process. This brief review presents the basic principles of the HTS and VS methods, as well as a perspective of the utility and integration of these drug design approaches, highlighting current opportunities and future challenges in medicinal chemistry.

Doenças tropicais negligenciadas: uma nova era de desafios e oportunidades

In an article recently published in Química Nova, entitled "Chemistry Without Borders" ("Química Sem Fronteiras") [Pinto, A. C.; Zucco, C.; Galembeck, F.; Andrade, J. B.; Vieira, P. C. Quim. Nova 2012, 35, 2092], the authors highlighted the important aspects of science and technology with special emphasis on the field of Chemistry and its contributions toward a more prosperous Brazil of future. As a second step in that direction, this article extends the discussion of a key issue for the country in the framework of the chemistry community through the so called position papers in strategic areas. This document is a part of the contribution of the Brazilian Chemical Society to the World Science Forum to be held in Rio de Janeiro in November 2013. In this context, the present paper provides a brief discussion on neglected tropical diseases (NTDs) with emphasis on the current challenges and opportunities towards the development and evolution of the field. NTDs leads to illness, long-term disability or death, and has severe social, economic and psychological consequences for millions of men, women, and children worldwide. In most cases, the available treatments are inadequate and extremely limited in terms of efficacy and safety, leading to an urgent demand for new drugs. In addition to the traditional challenges involved in any drug discovery process, it is widely recognized that there is an innovation gap and a lack of investment for research and development (R&D) in the area of NTDs. In the last few decades, methods toward combating, eradication, prevention, and treatment of NTDs have been repeatedly emphasized in the major international agendas. Developments in these strategies and alliances have continued to have an essential impact, particularly in the area of drug discovery, both in Brazil and globally and should be encouraged and supported. Several examples of international activities dedicated to the reduction of the devastating global impact of NTDs can be provided. Despite the beneficial developments in the past 30 years, NTDs continue to devastate poor communities in remote and vulnerable areas, in large part, due to market failures and public policies. Recent studies have shown that among 756 new drugs approved between 2000 and 2011, only four new chemical entities (NCEs) were identified for the treatment of malaria, while none were developed against NTDs or tuberculosis. Furthermore, only 1.4% of approximately 150,000 clinical trials were registered for neglected diseases, with a smaller number of trials for NCEs. Establishment and strengthening of global strategies involving the triad "government-academia-industry" is fundamental to the success in R&D of new drugs for NTDs. National and international public-private initiatives that aim to create, encourage, and invest in R&D projects have been implemented and therefore are of utmost importance to successfully integrate Brazil into this new paradigm. It is essential to lay the foundation for mechanisms that will intensify investments in infrastructure, training, and qualification of personnel with an ultimate strategic vision that foresees continuity. Our research group has made significant contributions to the development of this field with the goal of forging new frontiers while tackling both current and future challenges that include indispensable elements such as innovation and integration.

Imagem pública e divulgação da química: desafios e oportunidades

Chemical knowledge plays a central role in the economical and social development of a nation. Chemistry is considered a key science, which provides the means and meanings that fuel the advancement of other fields of knowledge. However, the public image of chemistry is often associated with negative facts and misconceptions. This paper addresses and discusses the public image of chemistry with two case studies: the public image of chemistry depicted in two major Brazilian newspapers and the Brazilian project for the International Year of Chemistry (IYC). Analysis of the newspaper data strongly suggests that the public image of chemistry is related to both the way news is written and the ability of the reader to identify the chemical knowledge actually present in the text. Analysis of IYC related data in the second case study depicted an optimistic panorama for the divulgation of chemistry at both national and local levels. A model for broad and effective initiatives for dissemination of chemistry is discussed. The need to keep science divulgation as the top agenda of the scientific community is also highlighted.

Simulação in Situ, uma Metodologia de Treinamento Multidisciplinar para Identificar Oportunidades de Melhoria na Segurança do Paciente em uma Unidade de Alto Risco

Introdução A simulação é uma metodologia usada para substituir ou amplificar experiências reais por experiências guiadas que evocam ou replicam aspectos do mundo real de maneira interativa. A simulação in situ leva essa técnica diretamente aos locais onde ocorrem atendimentos, com a própria equipe de saúde atuando em seu ambiente de trabalho em cenário simulado. Objetivo Descrever experiência piloto de simulação in situ realizada em unidade de pronto atendimento, destacando oportunidades de avaliação de sistema de atendimento, trabalho em equipe e detecção de ameaças latentes à segurança (ALS). Métodos Estudo aplicado na Unidade Ibirapuera do Hospital Israelita Albert Einstein e realizado pelo Centro de Simulação Realística Albert Einstein. Foi apresentado cenário de paciente de 45 anos com síndrome coronariana aguda que evolui para parada cardiorrespiratória. Simulação híbrida de 30 minutos com uso de ator e simulador de alta fidelidade (SimMan 3G®).Utilizado checklist e filmagem para avaliar habilidades e atitudes, usados em debriefing estruturado com uma hora de duração. Resultados A experiência proporcionou avaliação técnica, comportamental e sistemas. Detectou quatro ALS e permitiu reflexão guiada sobre trabalho em equipe. Conclusão Este piloto contribuiu para o alcance dos objetivos propostos com o cenário e demonstrou oportunidades de treinamento e melhoria. A simulação in situ pode ser usada no futuro sistematicamente para treinamento contínuo de equipes, visando à melhoria da qualidade de atendimento e à segurança do paciente.

Banco de dados relacional para cadastro, avaliação e manejo da arborização em vias públicas

A arborização urbana em calçadas é fundamental para manutenção da qualidade de vida, proporcionando conforto aos habitantes das cidades. Contudo, existem problemas causados principalmente pela falta de planejamento na implantação e no manejo da arborização. O objetivo do presente trabalho foi a criação de um banco de dados relacional para auxiliar no cadastro informatizado, na avaliação e no manejo da arborização de vias públicas. Apresenta resultados sobre a valoração de indivíduos cadastrados, cálculo da diversidade entre os bairros, introdução de fotos digitais e relatórios para manejo em interface amigável, podendo servir de instrumento à manutenção da arborização e de vetor de comunicação para educação ambiental.

Quantificação do banco de sementes sob diferentes usos do solo em área de domínio ciliar

Neste trabalho, avaliaram-se o número de plântulas e a composição do banco de sementes do solo em áreas de domínio ciliar com remanescentes florestais ou utilizadas para agricultura ou pastagem. As amostras foram coletadas em três épocas do ano. O número médio de indivíduos encontrados nas áreas com remanescentes florestais, agricultura e pasto foi de 551,68; 451,36; e 452,48 sementes viáveis por metro quadrado, respectivamente. O maior número de espécies por metro quadrado foi observado na coleta de verão, com 46,72 espécies. No total, foram identificadas 37 famílias e 81 espécies. Das espécies identificadas, 65,4% foram consideradas como invasoras, 7,41% como gramíneas e 27,19% como arbóreas. Dentre as espécies arbóreas foram identificadas 19 famílias com Ulmaceae, Cecropiacea e Euphorbiaceae, apresentando-se com maior número de plântulas. O maior número de espécies arbóreas foi encontrado em amostras de solo de áreas com remanescentes florestais.

Banco de sementes como indicador de restauração de uma área degradada por mineração de caulim em Brás Pires, MG

Este estudo teve como objetivo caracterizar o banco de sementes sob vegetação secundária em uma área degradada por mineração de caulim em Brás Pires, MG. Foram coletadas 40 amostras de solo de 0,5 x 0,5 m até a profundidade de 5,0 cm. As amostras foram mantidas em viveiro por quatro meses, sendo metade em sombreamento de 11,5% (luz) e metade em sombreamento de 60% (sombra). A germinação das sementes foi comparada nas duas condições de sombra (11,5% e 60%), utilizando-se o teste t para amostras independentes. Foram amostradas 36 espécies pertencentes a 17 famílias botânicas. As famílias com maior riqueza específica foram Asteraceae, com nove espécies, Rubiaceae com cinco e Poaceae com quatro. A maioria das espécies (66,7%) e dos indivíduos (82,2%) amostrados no banco foi de herbácea. As espécies com maior número de indivíduos germinados do banco foram as herbáceas Urochloa decumbens (Stapf) R.D. Webster, Cenchrus sp. e Eragrostis sp. e a arbustiva Leandra niangaeformis Cogn. Entre as arbóreas, destacaram-se em número de indivíduos Luehea grandiflora Mart. e Trema micranta (L.) Blume. A maior densidade de ervas daninhas oriundas de áreas antropizadas do entorno indicou baixa resiliência da vegetação presente na área degradada em caso de ocorrer alguma perturbação severa.

Composição do banco de sementes de uma floresta semidecidual secundária considerando o seu potencial de uso para recuperação ambiental

Este estudo teve como objetivo caracterizar o banco de sementes de um fragmento florestal na região de Viçosa, MG, bem como inferir se esse indicador pode garantir a sustentabilidade caso seja utilizado para recuperação de áreas degradadas e, ainda, comparar sua composição florística com aquelas descritas em outros estudos com bancos de sementes. Para isso, foram coletadas 20 amostras do banco de sementes em pontos escolhidos ao acaso, sendo cada amostra composta de quatro subamostras. Para a instalação do experimento no viveiro, foram utilizadas 20 caixas de madeira no formato de 50 x 50 x 15 cm. Após 90 dias, encontraram-se 508 indivíduos, dos quais foram identificadas 38 espécies, pertencentes a 34 gêneros e distribuídas em 22 famílias. O índice de diversidade (H') foi de 2,11; já a eqüabilidade (J) de 0,67 foi considerada alta quando comparada com as de outros bancos de sementes. Cecropia hololeuca (28,91%) e Solanum erianthum (18,67%) foram as espécies mais importantes e que podem atuar diretamente na dinâmica do processo de regeneração da mata. Verificou-se, portanto, que o banco de sementes estudado pode atuar na recomposição da vegetação de uma área degradada em condições semelhantes ao fragmento estudado, agilizando e garantindo a dinâmica do processo sucessional.

Banco de sementes de remanescentes naturais e de áreas reflorestadas em uma várzea do Rio Mogi-Guaçu - SP

Este estudo avaliou qualitativa e quantitativamente o banco de sementes de dois remanescentes florestais, de um povoamento de Eucalyptus robusta e de três áreas de reflorestamento com espécies nativas, localizados em uma várzea do rio Mogi-Guaçu, Luiz Antônio (21°31´S e 47°55´W), Estado de São Paulo, Brasil. Foram usadas 12 parcelas de 10 x 10 m distribuídas sistematicamente em cada área de estudo. Em cada parcela foram distribuídas aleatoriamente quatro subparcelas de 0,5 m x 0,5 m. Duas subparcelas foram usadas para coletar a serapilheira e duas para coletar o solo a 0-5 cm de profundidade. A amostragem foi realizada em setembro de 2001, nos remanescentes naturais e no povoamento de eucalipto e, em setembro de 2002, nas áreas reflorestadas. As amostras foram acondicionadas em vasos de plástico e incubadas com irrigações periódicas para a germinação das sementes por um período de sete meses, em dois ambientes de casa de vegetação: um a 100% de luz solar e outro sob tela com 70% de redução de luz solar. Na composição do banco de sementes de todas as áreas amostradas, houve predominância de espécies pioneiras dos primeiros estádios de sucessão. As espécies arbóreas mais importantes foram Aloysia virgata e Cecropia hololeuca. Os reflorestamentos com espécies nativas proporcionaram um banco de sementes com maior diversidade de espécies arbóreas nativas do que o povoamento de eucalipto. Este estudo indicou que a similaridade entre as florestas plantadas e as nativas deverá aumentar ao longo do tempo.

Avaliação do potencial da transposição da serapilheira e do banco de sementes do solo para restauração florestal em áreas degradadas

Este estudo teve por objetivo testar a viabilidade da transposição da serapilheira e do banco de sementes do solo como metodologia de restauração florestal de áreas degradadas. Amostras de 1x1 mdeserapilheira e de solo superficial foram coletadas num fragmento de floresta estacional semidecidual secundária no campus da Universidade Federal de Viçosa, em Viçosa, MG. As amostras de solo e de serapilheira foram depositadas em canteiros, nos quais o solo superficial (10 cm) foi previamente retirado, no Viveiro de Pesquisas da UFV. Foram comparados três tratamentos e uma testemunha com cinco repetições cada, totalizando 20 amostras. O primeiro tratamento (T1) foi a transposição apenas da serapilheira, o segundo (T2) apenas do banco de sementes do solo e o terceiro (T3) da serapilheira juntamente com o banco de sementes do solo. Durante um período de seis meses, foram registrados 327 indivíduos de espécies arbustivo-arbóreas e 864 de espécies herbáceas. Entre as espécies arbustivo-arbóreas, 74% foram pioneiras e 26% de outros grupos ecológicos. A espécie arbórea mais frequente foi Cecropia hololeuca com 151 indivíduos. Entre as herbáceas, Oxalis corniculata foi a mais abundante, com 329 indivíduos. As diferenças de densidade e riqueza de espécies entre os tratamentos foram significativas, sendo maior riqueza obtida no tratamento T3 e maiores densidades nos tratamentos T2 e T3. Portanto, conclui-se que a transposição do banco de sementes é uma metodologia promissora para estimular a restauração florestal em áreas degradadas, sendo mais eficiente quando se utiliza o solo superficial juntamente com a camada de serapilheira.

Transposição do banco de sementes do solo como metodologia de restauração florestal de pastagem abandonada em Viçosa, MG

Este estudo teve como objetivo comparar a transposição do banco de sementes do solo de dois estádios sucessionais (floresta secundária inicial - Fi e floresta madura - Fm) de Floresta Estacional Semidecidual para um trecho de pastagem abandonada de Melinis minutiflora P. Beauv., na Reserva Mata do Paraíso, em Viçosa, MG. Foram alocadas em cada trecho sucessional de floresta 10 parcelas, bem como retiradas do centro de cada parcela amostras de 1 m² e 5 cm de profundidade de solo superficial, sendo em seguida depositadas em clareiras abertas na pastagem abandonada. No período de maio de 2008 a fevereiro de 2009, foram registrados, nas clareiras cobertas com banco de sementes, 231 indivíduos, distribuídos em 13 famílias, 17 gêneros e 22 espécies. As espécies mais abundantes foram a Vernonia polyanthes, com 108 indivíduos; e Senna multijuga, com 39. As diferenças de riqueza e densidade entre os bancos de sementes oriundos dos dois trechos sucessionais foram significativas a 1% de probabilidade, sendo a maior densidade encontrada no banco de sementes do solo procedente do trecho Fi. As clareiras-testemunha foram colonizadas por herbáceas e, principalmente, pela gramínea exótica Melinis minutiflora. Este estudo mostra que é recomendável e viável a adoção da técnica de transposição do banco de sementes como metodologia de restauração florestal de pastagem abandonada, devendo o banco ser coletado, preferencialmente, em florestas secundárias em estádio sucessional inicial.

Densidade e composição florística do banco de sementes de um trecho de floresta estacional semidecidual no campus da Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG

O objetivo deste trabalho foi caracterizar o banco de sementes de um trecho de Floresta Estacional Semidecidual Secundária, por meio da análise florística e da densidade de sementes. Denominado Mata da Praça de Esportes, o fragmento está situado no Campus da UFV, em Viçosa, MG, cuja área corresponde a 10,65 ha em regeneração há 75 anos. A área amostral foi subdividida em 40 parcelas de 3 x 5 m, distribuídas em quatro transectos paralelos. Amostras compostas foram feitas em 20 dessas parcelas e posteriormente distribuídas dentro de 40 caixas de madeira, em viveiro. O montante foi dividido, submetendo-se cada metade a sombreamentos de 11,5% e 60%. A germinação total e das espécies arbustivo-arbóreas foi comparada nas duas condições de sombreamento, utilizando-se o teste t para amostras independentes. O banco de sementes foi constituído predominantemente por ervas invasoras, pertencentes, em sua maioria, às famílias Asteraceae (15 espécies), Solanaceae (4 espécies) e Poaceae (3 espécies). Foram quantificadas 5.194 plântulas, com predomínio das pioneiras arbustivo-arbóreas das famílias Melastomataceae e Cecropiaceae. A germinação das sementes conduzida sob sombra foi significativamente maior do que no ambiente de menor sombreamento (luz). Espécies zoocóricas foram mais abundantes, indicando a importância dos fragmentos florestais como fonte de recurso e abrigo para a fauna local. A alta densidade de indivíduos de espécies arbóreas e arbustivas pioneiras, como Cecropia hololeuca, as espécies de Melastomataceae, Asteraceae e Piperaceae, importantes para a regeneração da floresta, reflete a capacidade de resiliência da área estudada, na ocorrência de distúrbios.

Germinação do banco de sementes de espécies nativas sob dossel de espécies exóticas

As sementes no solo desempenham o importante papel de promover a regeneração da vegetação e a conservação da biodiversidade local, mas, a despeito dessa importância, estão sujeitas a fatores bióticos e abióticos que podem inibir sua germinação, entre eles efeitos alelopáticos desencadeados pelas plantas que estão presentes no ambiente do solo. Neste trabalho foi testada a hipótese de que a germinação das sementes presentes no banco do solo sob vegetação de Floresta Estacional Semidecidual (FES) é inibida sob o dossel de espécies arbóreas exóticas. Foram coletadas 50 amostras simples de 0,25 x 0,25 x 0,05 m do solo em um fragmento de FES, que foram homogeneizadas, constituindo amostra composta. Desta, foram retiradas amostras que foram submetidas a quatro tratamentos: depositadas em casa de vegetação (SMN-CV); devolvidas ao fragmento de mata (SMN-MN); depositadas sob dossel homogêneo de Pinus elliottii (SMN-P); e alocadas sob plantio homogêneo de Eucalyptus sp. (SMN-E). Foram coletadas, também, amostras de solo sob dossel de P. elliotti (SP-CV) e de Eucalyptus sp. (SE-CV), que foram transferidas para casa de vegetação. A cada 15 dias, o número de plantas foi contado em cada amostra e as plantas obtidas, identificadas quando possível. Foram obtidas, ao todo, 515 plantas de 15 famílias botânicas, 21 gêneros e 13 morfoespécies. A análise de variância dos dados e a comparação das médias pelo teste de Tukey-Kramer a 0,01% evidenciaram que não existem diferenças estatisticamente significativas entre o número de plantas obtidas em cada local. Esses resultados indicam que a baixa densidade e diversidade de plantas frequentemente verificadas no subosque de P. elliotti e Eucalyptus sp. não estão diretamente relacionadas com efeitos supressores promovidos pela presença dessas espécies, suportando dados recentes da literatura que apontam os plantios florestais de espécies exóticas como possíveis áreas de conservação da biodiversidade, em oposição à alcunha de "desertos verdes" que lhe são atribuídos.

Avaliação do banco de sementes do solo para fins de restauração florestal em Carandaí, MG

O conhecimento do banco de sementes do solo fornece informações essenciais sobre o potencial de regeneração de determinada área, permitindo que se façam inferências sobre a sua restauração. Por meio de 20 parcelas de dimensões 25 x 25 cm e 5 cm de profundidade, foram coletadas amostras de solos de diferentes situações ambientais (pasto limpo, pasto sujo, capoeira, eucalipto e mata) identificadas numa propriedade rural do município de Carandaí, MG. O material coletado foi colocado para germinar em casa de vegetação e analisado durante oito meses, sendo avaliadas a composição e a densidade das espécies (herbáceas, subarbustivas, arbustivas e arbóreas). As situações ambientais apresentaram diferentes expressões de regeneração natural. O pasto sujo foi a situação que apresentou maior número de indivíduos herbáceos regenerantes, o que a torna mais problemática para fins de restauração florestal. Todas as situações ambientais apresentaram banco de sementes de plântulas arbustivo-arbóreas, o que poderá auxiliar no processo de restauração. Entretanto, o sucesso dessa atividade estará diretamente vinculado às atividades de controle de competidores, principalmente gramínea reconhecidamente agressiva que germinou amplamente em todas as situações ambientais. Devido à ausência de espécies de estádios finais de sucessão no banco de sementes no solo, deverá haver outras intervenções complementares, como plantio de mudas, semeadura direta de espécies arbóreas e/ou implantação de poleiros artificiais para acelerar a sucessão vegetal.