Peptídeos antioxidantes podem ser identificados e classificados com o auxílio de Inteligência Artificial Explicável, segundo um estudo desenvolvido no Laboratório de Sistemas Complexos, do Departamento de Química da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio), e publicado na American Chemical Society.
Esses peptídeos são pequenas sequências de aminoácidos que podem ser encontradas nas proteínas dos alimentos, liberadas durante a digestão ou obtidas por síntese e design racional. Algumas dessas sequências têm potencial para atuar sobre diferentes componentes dos processos oxidativos.
A atividade antioxidante depende de fatores como a sequência de aminoácidos, o tamanho do peptídeo, suas características físico-químicas e sua estrutura. Como nem toda proteína ou sequência apresenta essa propriedade, identificar os candidatos mais promissores envolve analisar uma quantidade muito grande de possibilidades.
Como a inteligência artificial pode ajudar
Muitos modelos de inteligência artificial conseguem fazer previsões, mas não mostram quais características dos dados foram determinantes para o resultado. A Inteligência Artificial Explicável permite examinar as informações que levaram o modelo a classificar uma sequência como potencialmente antioxidante.
No caso dos peptídeos, a análise pode indicar quais regiões e características da sequência contribuíram para a classificação. Com isso, os modelos computacionais ajudam a identificar e priorizar candidatos, reduzindo a necessidade de testar experimentalmente uma quantidade muito grande de sequências.
Uma parcela menor desses candidatos ainda precisa passar por estudos experimentais para confirmar atividade, estabilidade, segurança e aplicabilidade. A inteligência artificial, portanto, não substitui a experimentação. Ela pode gerar hipóteses, associar características moleculares a atividades biológicas e orientar a seleção de compostos para investigação.
Relação com envelhecimento e doenças
O organismo produz energia, transporta substâncias e renova estruturas continuamente. Essas atividades geram moléculas reativas que, quando estão em excesso, podem danificar componentes das células. Os mecanismos antioxidantes ajudam a manter esse sistema em equilíbrio.
O envelhecimento é acompanhado por alterações progressivas no funcionamento das células e dos tecidos. Um dos processos associados a esse período é o estresse oxidativo, que ocorre quando a produção de radicais livres supera a capacidade dos sistemas antioxidantes de mantê-los sob controle.
As espécies reativas não são necessariamente prejudiciais. Em níveis adequados, participam de processos fisiológicos importantes. O problema aparece quando o equilíbrio é rompido. Nesse cenário, elas podem interagir com DNA, proteínas e lipídeos, provocando alterações moleculares e comprometendo estruturas e processos biológicos.
No cérebro, esse controle é especialmente relevante por causa da elevada atividade metabólica do tecido nervoso. A investigação dos mecanismos oxidativos pode contribuir para compreender processos associados a doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e doença de Parkinson. Na oncologia, o interesse também envolve a relação entre o equilíbrio redox e processos celulares ligados à progressão tumoral.
A integração entre química, biologia, bioinformática e inteligência artificial amplia as possibilidades de descoberta racional de compostos bioativos. Os peptídeos antioxidantes são apontados como uma classe com possíveis aplicações em alimentos funcionais, nutracêuticos, cosméticos e desenvolvimento farmacêutico, além de perspectivas para estratégias voltadas à saúde, à nutrição e ao envelhecimento saudável.
