Mycobacterium tuberculosis é o agente patogênico causador da tuberculose pulmonar. Cerca de 1/3 de toda a população mundial está infectada com M. tuberculosis. A forma de tratamento é a administração de antibióticos durante 6 meses, de forma ininterrupta. A interrupção deste tratamento pode levar ao desenvolvimento de resistência por parte do M. tuberculosis, tornando a cura praticamente impossível. Existem poucos antibióticos para tratar tuberculose. Por isso, existe um grande interesse na descoberta de novas formas de tratamento desta doença.
Artigo publicado no Journal of the American Chemical Society no fim do ano passado apresentou o isolamento de um composto chamado de edaxadieno, um metabolito secundário produzido por Mycobacterium tuberculosis. Não cabe aqui a explicação de como os autores chegaram a esta descoberta (que está descrita no artigo de Mann et al., 2009). E sim mostrar um erro primário que os autores cometeram.
A estrutura apresentada para o edaxadieno é a ilustrada a seguir, com o deslocamento químico de RMN 13C assinalado para o carbono 13 (C-13). O deslocamento químico deste carbono é de δ 72,9. Valor alto para um carbono quaternário substituído por 4 carbonos. Mas, os autores indicaram no material suplementar do artigo que existe uma correlação à longa distância entre o grupo metilideno terminal (=CH2) e o carbono C-7. Evidentemente que tal correlação só se justifica se o grupo metilideno estiver “conectado” ao anel central da estrutura.
Porém, como justificar o deslocamento químico de δ 72,9 de C-13?
Quando se desenha a estrutura do edaxadieno com o programa ChemDraw e se utiliza a ferramenta de simulação de deslocamento químico de 13C para os carbonos da estrutura, obtém-se os valores que estão indicados na estrutura a seguir (à direita). Nota-se que o valor do deslocamento químico de 13C do carbono C-13 é bem diferente do atribuído pelos autores: δ 40,5. Nota-se, ainda, que as diferenças de deslocamento químico mais pronunciadas são aquelas atribuídas aos carbonos 7, 8, 9 e 13. A análise por espectrometria de massas de alta resolução do composto isolado de M. tuberculosis indicou a fórmula C20H32, compatível com a fórmula do edaxadieno. A estrutura do edaxadieno foi publicada como sendo de um esqueleto de carbono totalmente inédito.
Meses depois, os mesmos autores publicaram artigo na revista Organic Letters, argumentando que a biossíntese do edaxadieno não parecia ser plausível. E que, além do mais, se fosse considerada a estrutura indicada a seguir para o produto natural isolado de M. tuberculosis, este composto poderia facilmente desidratar durante a análise por espectrometria de massas, levando à formação do íon [M-H2O]+, de fórmula C20H32. Os autores sintetizaram o composto indicado a seguir, conhecido como nosibercol (originalmente isolado de uma esponja marinha, Raspaillia sp. Ver Rudi et al., 2004). E verificaram que este era idêntico ao composto isolado de M. tuberculosis. Mais recentemente, os autores do artigo original de isolamento publicaram uma errata no Journal of the American Chemical Society (Mann et al., 2010).
Mais recentemente, Spangler et al. (2010) sinetizaram dois compostos modelo para testar a hipótese estrutural do edaxadieno. As estruturas estão indicadas a seguir. Como pode se verificar, os deslocamentos químicos dos carbonos correspondentes ao carbono 13 da estrutura do edaxadieno concordam MUITO BEM com o valor calculado para a suposta estrutura do edaxadieno (ver acima, a simulação com o programa ChemDraw).
Quais lições pode-se tirar desta história?
Analise seus dados experimentais com muito cuidado. Qualquer incompatibilidade com dados que seriam esperados (por modelagem, como, por exemplo, utilizando o programa ChemDraw) deve ser analisada com muito mais cuidado, antes de se tomar uma decisão definitiva, neste caso, de se propor uma estrutura química totalmente inédita. Em caso de dúvida, é melhor testar outras hipóteses.
Este é um bom exemplo para se utilizar em aula de análise estrutural avançada de compostos orgânicos. Ou para se demonstrar o valor da síntese orgânica para se comprovar propostas estruturais.
Mann, F., Xu, M., Chen, X., Fulton, D., Russell, D., & Peters, R. (2009). Edaxadiene: A New Bioactive Diterpene from Mycobacterium tuberculosis Journal of the American Chemical Society, 131 (48), 17526-17527 DOI: 10.1021/ja9019287
Maugel, N., Mann, F., Hillwig, M., Peters, R., & Snider, B. (2010). Synthesis of (±)-Nosyberkol (Isotuberculosinol, Revised Structure of Edaxadiene) and (±)-Tuberculosinol Organic Letters, 12 (11), 2626-2629 DOI: 10.1021/ol100832h
Mann, F., Xu, M., Chen, X., Fulton, D., Russell, D., & Peters, R. (2010). Edaxadiene: A New Bioactive Diterpene from Mycobacterium tuberculosis Journal of the American Chemical Society, 132 (31), 10953-10953 DOI: 10.1021/ja1001696
Spangler, J., Carson, C., & Sorensen, E. (2010). Synthesis enables a structural revision of the Mycobacterium tuberculosis-produced diterpene, edaxadiene Chemical Science, 1 (2) DOI: 10.1039/c0sc00284d
Categorias:química
A Química da Vida 
Pois é Roberto, quando o santo vê muita esmola, deve desconfiar. Infelizmente já se foi o tempo em que os bravos fitoquímicos sempre obtinham derivados semi-sintéticos para auxiliarem na elucidação estrutural de suas substâncias inéditas. Com o advento das técnicas bidimensionais de RMN e dos softwares para auxílio em elucidação estrutural, o pessoal acabou ficando com um certo excesso de confiança, além de ter esquecido regras básicas de RMN, como por exemplo um deslocamento de um carbono carbinólico em torno de 70 ppm. Coisas da modernidade! Ou da pressa? Ou da preguiça?
É um erro bem primário, Berlinck.
Banalização de dados? Pressa? Falta de cuidado dos autores ou dos avaliadores? Não importa.
Fica uma reflexão sobre a quantidade de dados errados e falsos publicados na literatura atual. Um fato dos dias atuais? Ou sempre houve este tipo de problema nos dados produzidos mundo afora?
Os colegas Verpoorte e Jean-Luc Wolfender alertam sempre sobre dados falsos durante o curso que eles ministram anualmente para estudantes de PG em Leiden.
Vanderlan
Caros Vanderlan e Fernando,
Como saber a “origem” do êrro? Eu acho que foi o fato dos autores terem observado a “correlação” entre o grupo =CH2 e C-7 (que devia ser um artefato), e terem ignorado o deslocamento químico de C-13.
Mas a pior falta de cuidado foi dos revisores que avaliaram o artigo sem fazer uma análise crítica. Neste momento uma análise crítica teria sido de extrema valia para se evitar o que ocorreu.
Sinceramente, eu duvido que autores não-americanos (do norte) ou não-europeus tivessem conseguido publicar esta artigo no JACS sem uma prova estrutural muito forte (difração por raios-X ou síntese).
abraços,
Roberto
Olá, Roberto
Gostei bastante do exemplo. O erro é realmente muito banal. A pressa nas conclusões associado a necessidade de se publicar o mais rápido possível pode levar a esse tipo de equívoco. Acho que esse exemplo deve ser utilizado como reflexão para todos nós. Concordo também com você que esse erro só demonstra, de forma inequívoca, o quanto os cientistas que trabalham fora do hemisfério norte são discriminados. Um artigo nosso jamais seria publicado no JACS com um erro dessa natureza.
Concordo plenamente, se fosse um artigo do pessoal do “Sul” não entrava no JACS nunca!
E viva a síntese orgânica!
Caros Fernando Coelho e Vagner,
É um caso interessante. Como “determinador de estruturas” que sou, como eu teria talvez resolvido este problema?
Caso o composto não cristalizasse (nota: os autores isolaram somente 250 ug do composto de M. tuberculosis, o que realmente dificulta experimentos de cristalização): vamos supor que a desidratação da molécula em condições de análise por EM acontecesse SEMPRE, e que não fosse possível observar o íon [M]+, mas sempre o íon [M-H2O]+. Mas eu duvido que isso acontecesse em uma condição de ionização branda, como por FAB por exemplo, ou por spray de elétrons. Logo, em primeiro lugar, eu testaria uma segunda forma de ionização de EM, sempre importante, especialmente nos casos em que existem “dúvidas”, como neste em que se suspeita da presença de um átomo de oxigênio ligado a C-7.
Em segundo lugar: supondo que a correlação à longa distância entre o =CH2 e C-7 fosse “realmente observada”, eu realizaria experimentos de NOE. Mas não NOE bidimensionais, que podem mostrar artefatos, como correlações escalares (através de ligações), em vez de correlações NOE verdadeiras (através do espaço). Eu utilizaria experimentos de NOE em “uma dimensão”, como NOE diferencial, que faz uso da irradiação de um núcleo de hidrogênio (ou de núcleos de hidrogênio quimicamente equivalentes) em um determinado deslocamento químico, para se observar o efeito NOE manifesto no aumento ou diminuição do sinal de RMN de outros núcleos de hidrogênio espacialmente próximos. No caso, eu faria a irradiação da metila em 27,5 ppm. Se esta tivesse orientação beta (o carbono quaternário tivesse configuração relativa S), estaria espacialmente muito próxima do hidrogênio ligado ao carbono em 31,8 ppm. Caso contrário, ou seja, se a metila em 27,5 ppm tivesse orientação alfa (e o carbono quaternário ao qual está ligada tivesse configuração relativa R), seria de se esperar que apresentasse efeito NOE com o hidrogênio ligado ao carbono em 40,0 ppm e com uma das duas metilas do grupo dimetil-geminal. Não observando qualquer destes efeito NOE (pois, na verdade, trata-se da molécula do nosibercol, que corresponde à verdadeira estrutura), este seria muito estranho, pois em geral grupos metila apresentam efeitos NOE pronunciados.
Finalmente, uma análise cuidadosa das constantes de acoplamento dos dois grupos metileno em 30,2 e 35,5 ppm mostraria que dificilmente estariam em um anel de 6 membros pois, neste caso, as constantes de acoplamento são muito bem definidas (axial/axial, equatorial/axial e equatorial/equatorial).
Acredito que uma análise cuidadosa como descrita acima demonstraria que a estrutura proposta para o edaxadieno estaria errada, e que o composto isolado seria, na realidade, o nosibercol. O problema é que, caso fosse descoberto que se tratasse realmente do nosibercol, eu não teria um artigo no JACS e outro no Org. Lett., mas somente UM, com sorte no J. Nat. Prod. COM SORTE, pois para publicar uma estrutura conhecida no J. Nat. Prod. é preciso uma justificativa muito boa (em geral, um resultado em um bioensaio inédito).
Agora, imaginem só: os autores vão receber citações de seu artigo do JACS, do Org. Lett., e de sua errata publicada também no JACS. Nada mal, não é mesmo?
Nada mal, não é mesmo?
Há algo muito errado nesse sistema…
Bom exemplo de falha no peer review. Sobre os problemas desse sistema: http://bit.ly/diPpWf
Para mim está claro que a revisão do artigo ficou muito aquém do esperado. Uma boa revisão dá trabalho, toma tempo, e não é valorizada. Logo, não é levada tão a sério quanto deveria ser.
Roberto
A revisão é parte importante no processo. Mas hoje em dia o pesquisador anda com uma falta de tempo tão grande que não revisa nem os próprios manuscritos, quiçá os dos outros. Já ouvi o comentário de que algumas revistas estão pensando em remunerar seus revisores…aí não haveria desculpas!
Os revisores do norte estão rejeitando muitos bons artigos do sul, principalmente do Brasil. Double standard?