O “superpoder” das flores que abre caminho para novos tratamentos medicamentosos

A natureza é muitas vezes a musa perfeita, e os cientistas da Universidade de Bath usaram o poder das flores para desenvolver uma nova ferramenta que ajudará a produzir novos tratamentos farmacêuticos de uma forma mais ecológica, limpa e menos custosa.

Os tratamentos medicamentosos normalmente se associam às proteínas envolvidas na doença e bloqueiam sua atividade para reduzir os sintomas ou tratar a doença. Pesquisadores do Departamento de Ciências da Universidade desenvolveram um método para unir as extremidades das proteínas, tornando-as mais estáveis e mais fáceis de entrar nas células.

Peptídeos e proteínas

Pequenas moléculas convencionais normalmente direcionadas para medicamentos não são adequadas para bloquear interações entre proteínas, por isso a indústria farmacêutica voltou sua atenção para o uso de pequenas proteínas conhecidas como peptídeos.

Peptídeos e proteínas funcionam de maneira semelhante, mas nem sempre são medicamentos muito bons porque suas estruturas 3D podem se desfazer, são sensíveis a altas temperaturas e podem ser difíceis de entrar nas células do corpo.

“Proteínas e peptídeos são muito promissores como candidatos a medicamentos, mas um gargalo significativo para o desenvolvimento de novos tratamentos terapêuticos é produzir material suficiente para chegar aos pacientes sem incorrer em custos astronômicos”, disse Simon Tang, pesquisador da Universidade.

Os pesquisadores desenvolveram uma maneira de superar esse problema; proteínas e cadeias de peptídeos normalmente têm um início e um fim e, ao unir essas pontas soltas, criaram proteínas e peptídeos “cíclicos” muito rígidos, que apresentam melhor estabilidade térmica e química e são mais fáceis de entrar nas células.

Eles pegaram a enzima OaAEP1 – obtida de uma pequena flor roxa chamada Oldenlandia affinis que cresce nos trópicos – e a modificaram antes de transferi-la para células bacterianas; culturas bacterianas foram cultivadas para produzir uma proteína em massa e, ao mesmo tempo, unir as extremidades em uma única etapa.

“As proteínas e os peptídeos são geralmente bastante sensíveis ao calor, mas a ciclização torna-os muito mais robustos”, explica o Professor Jody Mason. “A planta Oldenlandia produz naturalmente proteínas cíclicas como parte de um mecanismo de defesa para deter predadores. Então, aproveitamos esse superpoder da flor modificando a OaAEP1 e combinando-a com a tecnologia existente de produção de proteínas bacterianas para criar uma ferramenta realmente poderosa que ajudará a indústria de descoberta de medicamentos”, disse ele.

Bactérias ocupadas

As plantas fazem isso naturalmente, mas é lento e de baixo rendimento. A ciclização pode ser alcançada quimicamente – isolando a enzima e misturando vários reagentes num tubo de ensaio – mas são necessárias várias etapas e são necessários solventes químicos tóxicos.

Usar um sistema bacteriano é, portanto, muito mais simples e barato, aumenta o rendimento, utiliza reagentes mais sustentáveis e biologicamente corretos e requer menos etapas. Os pesquisadores demonstraram sua abordagem aplicando a tecnologia bacteriana OaAEP1 à proteína DHFR, e descobriram que unir as suas extremidades a tornava mais resistente às mudanças de temperatura, ao mesmo tempo que mantinha a função normal.

“O nosso novo processo permite que as bactérias façam todo o trabalho – o resultado é que também é mais limpo e ecológico e, como tem menos passos, é muito mais simples de fazer”, disse Tang. “Estamos realmente entusiasmados com as potenciais aplicações disto, não apenas para a indústria farmacêutica, mas para outras indústrias, como a alimentar, a indústria de detergentes, a biotecnologia e a produção de bioenergia”, acrescentou.

Referência da notícia:

TANG, T. M. S.; MASON, J. M. Intracellular Application of an Asparaginyl Endopeptidase for Producing Recombinant Head-to-Tail Cyclic Proteins. Journal of the American Chemical Society Gold (JACS Au), 2023.