Bioinformática
O que é a bioinformática e qual é o seu impacto na saúde?
A bioinformática está ajudando a derrotar o vírus SARS-CoV-2, causador da COVID-19. Para entender, convém saber um pouco mais sobre essa disciplina, responsável pelo processamento de dados do campo da biologia, aplicando a informática. Dito de outra forma, da mesma forma que os linguistas estudam os padrões da linguagem para preservá-la, os bioinformáticos estudam os padrões das sequências de ADN e das proteínas para proteger nossa saúde.
Calcula-se que em 2020 foram criados 1,7 megabytes de dados por segundo e por pessoa no mundo. Seu processamento foi possível graças a técnicas como o big data. Embora possa parecer incrível, a quantidade de informação contida nos organismos vivos não está muito longe disso. O ADN de uma pessoa contém cerca de 750 megabytes de informação, um pouco menos que um gigabyte. Para processar toda essa informação biológica, são necessários computadores e algoritmos muito potentes. É aqui onde entra em cena a bioinformática.
A bioinformática, por exemplo, foi crucial na luta contra o vírus SARS-CoV-2, causador da COVID-19. Em concreto, a análise feita por computadores permitiu decifrar a estrutura molecular das proteínas do vírus como nunca antes havia sido possível, permitindo o desenvolvimento de vacinas efetivas em um tempo recorde que serviram para conter a sua expansão.
O QUE A BIOINFORMÁTICA ESTUDA
A bioinformática, conforme o National Human Genome Research Institute (NHGRI), é uma subdisciplina da biologia e da informática que se encarrega da aquisição, armazenamento, análise e difusão de dados biológicos, majoritariamente sequências de ADN e aminoácidos. Por exemplo, para estudar como se alteram as atividades normais das células durante uma doença, é necessário combinar dados de um grande número de compostos e interpretar as mudanças. Isto diz respeito especialmente às proteínas, as bases da vida.
No início, o termo bioinformática não tinha o mesmo significado, pois se aplicava ao estudo dos processos biológicos de forma teórica. Contudo, os progressos informáticos e no processamento de dados permitiram sequenciar cada vez mais proteínas de forma automática, até chegar a uma grande conquista: a sequenciação do genoma humano em 2004.
OBJETIVOS DA BIOINFORMÁTICA
Atualmente, a parte mais importante da bioinformática é a análise e interpretação dos dados das moléculas biológicas, um processo que se denomina biologia computacional. De fato, poderíamos dizer que a bioinformática se encarrega da parte linguística da genética. Os objetivos fundamentais são identificar genes e proteínas, determinar suas funções, estabelecer relações evolutivas e prever sua formação.
A bioinformática utiliza técnicas informáticas que se aplicam em outros campos, como a inteligência artificial, e que incluem o reconhecimento de padrões, os algoritmos de aprendizagem automática e a visualização de dados. Também é a base atual da biotecnologia e graças a ela será possível desenvolver medicamentos mais eficientes, tratamentos genéticos e inclusive avançar no combate contra as mudanças climáticas, o que converte os bioinformáticos em um perfil digital de futuro.
QUAL É O TRABALHO DE UM BIOINFORMÁTICO
Os cientistas que se dedicam à bioinformática devem analisar grandes quantidades de dados a nível molecular e genômico. Como parte de seu trabalho, têm que desenvolver os programas informáticos necessários para obter esses dados e criar novos algoritmos para interpretá-los e adaptá-los às necessidades do projeto no qual trabalham. Também criam visualizações gráficas desses dados e de seus resultados.
Em junho de 2021, uma equipe de bioinformáticos apresentou os resultados que, através de uma inteligência artificial, lhe permitiram prever as estruturas de quase todas as proteínas fabricadas pelo corpo humano: mais de 350.000. Este progresso é um dos mais importantes dos últimos anos. Permitiu dar um salto enorme no conhecimento do organismo e no desenvolvimento de novos medicamentos para tratar das doenças.
APLICAÇÕES DA BIOINFORMÁTICA
A bioinformática é um campo multidisciplinar e transversal que engloba muitas ciências da vida, de tal forma que suas aplicações são numerosas. A seguir, elencamos algumas delas:
Medicina
Permitiu progressos na medicina personalizada, adaptando os tratamentos à genética de cada pessoa.
Farmacologia
Desempenhou um papel fundamental na pesquisa farmacêutica, especialmente contra doenças infecciosas, e o desenvolvimento de vacinas.
Genética
Aplica-se à terapia gênica, especialmente em doenças provocadas por genes individuais que foram afetados ou herdados. Por sua vez, a comparação de dados genômicos permite aumentar o conhecimento sobre a historia evolutiva da vida na Terra.
Agricultura
Com o uso da proteômica, da metabolômica e da genética, permite desenvolver cultivos fortes, mais resistentes às secas e às pragas de insetos.
Pecuária
Utiliza-se para sequenciar o genoma dos animais de fazenda, prevenir suas doenças e lhes proporcionar uma maior resistência e qualidade de vida.
Resíduos
Permite identificar e avaliar a sequenciação do DNA de bactérias e micróbios para os utilizar na limpeza de águas residuais, eliminação de resíduos radioativos ou reciclagem de plásticos.