Equipe de Baker, ganhador do Prêmio Nobel, lança artigo de peso na Nature: IA projeta anticorpos com precisão atômica do zero, remodelando o mercado de medicamentos de US$ 445 bilhões
Resumo da Notícia
A equipe do laureado com o Prêmio Nobel de Química, David Baker, alcançou um avanço revolucionário no campo do design de anticorpos por inteligência artificial. Sua mais recente pesquisa, publicada na revista Nature, permitiu o design de novas moléculas de anticorpos do zero, com precisão atômica, abrindo novos caminhos para o tratamento de doenças graves como câncer e doenças infecciosas. Este estudo marca a entrada da biologia computacional e do desenvolvimento de medicamentos em uma nova era.
Universidade de Washington, 5 de novembro de 2025 — Apenas um mês após ser agraciado com o Prêmio Nobel de Química de 2024, o laboratório do Professor David Baker, diretor do Instituto de Design de Proteínas da Universidade de Washington, mais uma vez chocou a comunidade científica. Seu mais recente artigo de pesquisa, publicado na prestigiada revista acadêmica Nature, anuncia um avanço significativo capaz de redefinir o cenário da indústria farmacêutica: o design de anticorpos do zero, usando tecnologia de inteligência artificial, capazes de atingir com precisão moléculas relacionadas a doenças.
Do Impossível à Realidade: IA Remodela o Desenvolvimento de Anticorpos
Anticorpos são um pilar da medicina moderna, e o mercado global de terapias com anticorpos deve atingir US$ 445 bilhões nos próximos cinco anos. No entanto, o desenvolvimento tradicional de anticorpos depende da imunização animal, triagem aleatória ou isolamento de anticorpos de pacientes. Esses métodos não são apenas demorados e trabalhosos, mas muitas vezes não conseguem obter anticorpos ideais para alvos terapêuticos específicos.
A pesquisa da equipe de Baker mudou completamente essa situação. O artigo, intitulado "Atomically accurate de novo design of antibodies with RFdiffusion", demonstra como, através de uma rede de deep learning RFdiffusion finamente ajustada, combinada com a tecnologia de triagem por exibição em superfície de levedura, é possível projetar novas moléculas de anticorpos a partir do computador.
"É como criar uma obra de arte a partir de uma tela em branco, em vez de modificar uma existente", explicou Andrew Borst, um dos principais autores do estudo e chefe de P&D de microscopia eletrônica. "Este era um grande desafio – um sonho impossível. Agora alcançamos este marco, e esta pesquisa pode continuar a se desenvolver a alturas inimagináveis."
Avanço Tecnológico: Design Preciso de Seis Regiões Determinantes de Complementaridade
Uma das conquistas mais impressionantes deste estudo é o design bem-sucedido de moléculas de anticorpos completas com seis novas regiões determinantes de complementaridade (CDR). As CDRs são as regiões-chave para o reconhecimento e ligação do anticorpo ao seu alvo, funcionando como os "dedos" do anticorpo, que precisam agarrar moléculas específicas relacionadas a doenças com precisão atômica.
A equipe de pesquisa validou o design para vários alvos relacionados a doenças, incluindo:
- Toxina B de Clostridioides difficile (TcdB)
- Hemaglutinina do vírus da gripe
- Domínio de ligação ao receptor do vírus SARS-CoV-2
- Vírus sincicial respiratório
Através da tecnologia de microscopia eletrônica criogênica (Cryo-EM), os pesquisadores confirmaram que as moléculas de anticorpos projetadas eram altamente consistentes com os modelos computacionais, atingindo uma precisão estrutural de 0,2 a 1,1 Angstrom (1 Angstrom = 10^-10 metros). Essa precisão de design em nível atômico é sem precedentes.
Anticorpos de domínio único (VHH) direcionados ao vírus da gripe demonstraram uma afinidade de 78 nanomolar, enquanto os anticorpos direcionados à toxina de Clostridioides difficile alcançaram uma afinidade de 72 nanomolar. Mais importante ainda, esses anticorpos foram capazes de se ligar com precisão aos epítopos predeterminados, neutralizando com sucesso a atividade da toxina em experimentos in vitro.
Do Laboratório à Clínica: Acelerando o Processo de Desenvolvimento de Medicamentos
A utilidade desta tecnologia foi totalmente validada. A equipe de pesquisa converteu os fragmentos de cadeia única variável (scFv) projetados em anticorpos IgG1 completos, mantendo uma afinidade de ligação semelhante (68 nanomolar). Isso prova que o método pode ser aplicado diretamente ao desenvolvimento de anticorpos de comprimento total, abrindo caminho para aplicações clínicas.
Notavelmente, os pesquisadores também utilizaram o sistema de hipermutação contínua OrthoRep para a maturação de afinidade dos anticorpos inicialmente projetados, aumentando a afinidade de ligação em aproximadamente duas ordens de magnitude, atingindo níveis nanomolares de um dígito ou até subnanomolares, enquanto mantinham o padrão de ligação do design original.
De forma ainda mais prospectiva, a equipe projetou com sucesso anticorpos direcionados ao peptídeo PHOX2B associado ao neuroblastoma e ao complexo MHC. Este alvo era anteriormente difícil de ser abordado por métodos tradicionais, e a nova tecnologia oferece novas possibilidades para o tratamento deste câncer infantil de alto risco.
Espírito de Código Aberto: Beneficiando a Comunidade Científica Global
Continuando a filosofia de código aberto do Professor Baker, o software utilizado neste estudo foi disponibilizado gratuitamente no GitHub para uso pela comunidade acadêmica global, indivíduos e usuários comerciais. Essa atitude de ciência aberta acelerará a inovação e o desenvolvimento de medicamentos baseados em anticorpos em todo o mundo.
Os primeiros autores do artigo incluem Nathaniel Bennett, Joseph Watson, Robert Ragotte e Andrew Borst, todos ex-membros do Instituto de Design de Proteínas da Universidade de Washington. David Baker liderou esta pesquisa como autor correspondente.
Impacto na Indústria: Empresas de Biotecnologia Competem por Posicionamento
Esta pesquisa inovadora gerou grande interesse na indústria de biotecnologia. A startup bem financiada Xaira Therapeutics (liderada por ex-alunos do Instituto de Design de Proteínas) já obteve parte da licença tecnológica para operações comerciais, e vários autores do artigo estão atualmente empregados por esta empresa.
Especialistas da indústria acreditam que, com a melhoria dos métodos e o aumento das taxas de sucesso, os anticorpos projetados computacionalmente podem se tornar mais rápidos e econômicos do que a imunização animal ou a triagem de bibliotecas aleatórias. Isso aumentará o número de alvos clínicos e doenças que podem ser tratados com terapias de anticorpos disponíveis.
Perspectivas Futuras: A Era da Medicina de Precisão Impulsionada pela IA
"Estou muito animado com o futuro", disse o Professor Baker em uma entrevista após receber o Prêmio Nobel. "Acredito que o design de proteínas tem um enorme potencial para tornar o mundo um lugar melhor, e estamos realmente apenas no começo."
Ainda há espaço para melhorias neste estudo. A equipe de pesquisa aponta que a integração das mais recentes melhorias arquitetônicas, novos avanços em modelagem generativa e a capacidade de se estender a átomos não proteicos (como glicosilação) aumentarão ainda mais a taxa de sucesso e o escopo de aplicação do design.
Ainda mais promissor é o sistema AlphaFold3, lançado após a publicação do artigo, que, após análise retrospectiva, demonstrou aumentar significativamente a taxa de sucesso experimental. A futura integração de ferramentas preditivas aprimoradas como esta aumentará drasticamente a taxa de sucesso do design de anticorpos.
Significado Científico: Design de Vida com Precisão Atômica
De uma perspectiva mais ampla, este estudo representa um salto na biologia sintética. Pela primeira vez, os humanos são capazes de projetar moléculas biológicas funcionais do zero, com precisão atômica, com base nas necessidades, em vez de depender de modelos de evolução natural.
A validação da estrutura por Cryo-EM mostrou que os anticorpos projetados para o vírus da gripe e a toxina de Clostridioides difficile eram altamente consistentes com os modelos computacionais, incluindo o loop H3 altamente variável e a orientação geral de ligação. Essas estruturas são altamente distintas de qualquer estrutura conhecida no banco de dados PDB.
"Estes são os primeiros anticorpos projetados de novo com validação estrutural", destaca o artigo. Esta conquista não apenas prova a viabilidade da tecnologia, mas também abre um novo paradigma para o design de medicamentos.
Conclusão
A pesquisa da equipe de David Baker, que integra perfeitamente a biologia computacional, a inteligência artificial e a biologia estrutural, demonstra o enorme potencial da ciência e da tecnologia para beneficiar a saúde humana. Do Prêmio Nobel ao artigo de destaque na Nature, o Professor Baker exemplifica com ações o que significa "a ciência não tem limites".
Com o aprimoramento contínuo da tecnologia e a sua aplicação gradual, temos motivos para acreditar que uma nova era de medicina de precisão impulsionada pela IA está a caminho. Alvos que antes eram considerados "intratáveis" e doenças que há muito afligem a humanidade poderão encontrar uma luz de tratamento num futuro próximo.
Sobre o Autor
David Baker, Professor de Bioquímica na Universidade de Washington, Diretor do Instituto de Design de Proteínas e Investigador do Howard Hughes Medical Institute. Laureado com o Prêmio Nobel de Química de 2024 por suas contribuições inovadoras no design computacional de proteínas. Publicou mais de 640 artigos revisados por pares, possui mais de 100 patentes e co-fundou 21 empresas de biotecnologia.
Informações do Artigo
- Título: Atomically accurate de novo design of antibodies with RFdiffusion
- Periódico: Nature
- Data de Publicação: 5 de novembro de 2025
- DOI: 10.1038/s41586-025-09721-5
- Autores: Nathaniel R. Bennett, Joseph L. Watson, Robert J. Ragotte, Andrew J. Borst e outros membros da equipe
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