Cientistas da Universidade de Bath desenvolveram uma nova ferramenta inspirada na natureza para ajudar os pesquisadores a desenvolver novos tratamentos medicamentosos de uma forma mais limpa, ecológica e econômica. Os tratamentos medicamentosos muitas vezes funcionam ligando-se a proteínas que desempenham um papel na doença, inibindo assim a sua função. Este procedimento pode aliviar os sintomas ou tratar diretamente a doença.
Os medicamentos tradicionais de pequenas moléculas muitas vezes têm dificuldade em interromper as interações entre as proteínas, e a indústria farmacêutica está explorando o uso de pequenas proteínas chamadas “peptídeos”. Esses peptídeos funcionam de maneira semelhante, proporcionando uma forma potencialmente mais eficaz de bloquear essas interações.
No entanto, os péptidos e as proteínas muitas vezes não produzem bons medicamentos porque as suas estruturas tridimensionais podem desfazer-se, são sensíveis a altas temperaturas e têm dificuldade em entrar nas células humanas, onde existem muitos alvos de medicamentos excitantes mas desafiantes.
Agora, cientistas da Universidade de Bath desenvolveram uma maneira de contornar esse problema: geralmente proteínas e cadeias peptídicas têm um ponto inicial e um ponto final - ao unir essas pontas soltas, é possível criar proteínas e cadeias peptídicas "em forma de anel" muito rígidas, o que melhora a resistência ao calor e a estabilidade química, e permite que entrem nas células mais facilmente.
Eles extraíram uma enzima chamada OaAEP1 de Oldenlandia affinis, uma pequena flor roxa que cresce nos trópicos, modificaram-na e depois transferiram-na para células bacterianas. Essas culturas bacterianas podem produzir grandes quantidades de proteínas à medida que crescem, ao mesmo tempo que conectam as duas extremidades em apenas uma etapa.
As plantas podem completar este processo naturalmente, mas é lento e produz baixos rendimentos. Alternativamente, a ciclização pode ser feita quimicamente isolando a enzima e misturando vários reagentes em um tubo de ensaio, mas isso requer múltiplas etapas e utiliza solventes químicos tóxicos. Colocar todo o processo em um sistema bacteriano aumenta os rendimentos, utiliza reagentes biologicamente corretos mais sustentáveis e requer menos etapas. Portanto, este método é mais simples e barato.
Para demonstrar esta abordagem, os cientistas aplicaram a tecnologia bacteriana OaAEP1 a uma proteína chamada DHFR e descobriram que unir as extremidades da cabeça e da cauda a tornava mais resistente às mudanças de temperatura, mantendo a funcionalidade normal.
A professora Jody Mason, do Departamento de Ciências da Vida da Universidade de Bath, disse:"Proteínas e peptídeos são muitas vezes bastante sensíveis ao calor, mas a ciclização os torna mais fortes. As plantas Aldenlander produzem naturalmente proteínas em forma de anel como parte de um mecanismo de defesa para dissuadir predadores. Portanto, aproveitamos os superpoderes desta flor projetando OaAEP1 e combinando-a com a tecnologia existente de produção de proteínas bacterianas para criar uma ferramenta muito poderosa que ajudará a indústria de descoberta de medicamentos. "
Simon Tang, pesquisador associado do Departamento de Ciências da Vida da Universidade de Bath, disse: "Proteínas e peptídeos são candidatos a medicamentos muito promissores, mas um gargalo importante no desenvolvimento de novos tratamentos é como produzir proteínas e peptídeos suficientes para os pacientes usarem sem incorrer em custos astronômicos. Nosso novo processo permite que as bactérias façam todo o trabalho e é, portanto, mais limpo e mais ecológico, com menos etapas e operações mais simples. Estamos muito entusiasmados com as aplicações potenciais desta tecnologia, não apenas na indústria farmacêutica, mas também em outros indústrias como a indústria alimentar, a indústria dos detergentes, a biotecnologia e a produção de bioenergia."