Proteína recém-descoberta pode ser usada para produzir antifúngicos que salvam vidas

Levedura com uma proteína fluorescente vermelha marcando o vacúolo – o compartimento de armazenamento de nutrientes da célula – e uma proteína fluorescente verde marcando agregados de TORC1 que se formam em células que não possuem Ait1. Crédito:Andrew Capaldi e equipe

Como as bactérias, as leveduras são encontradas em todos os lugares, mesmo dentro e ao redor de nossos corpos. E, como acontece com as bactérias, você pode ser infectado por leveduras e adoecer. Leveduras infectam cerca de 150 milhões de pessoas por ano e matam cerca de 1,7 milhão, especialmente aqueles que são imunocomprometidos.
As células de levedura e as células do sistema imunológico humano dependem de reações químicas surpreendentemente semelhantes para saber quando crescer. Cientistas da Universidade do Arizona identificaram diferenças sutis entre os dois tipos de células que podem ajudar a estimular o desenvolvimento de medicamentos antifúngicos capazes de atacar leveduras causadoras de doenças no corpo, poupando o sistema imunológico.

Suas descobertas, publicadas na revista eLife , não só têm implicações para o desenvolvimento de drogas, mas também fornecem informações importantes sobre a evolução de uma antiga via de controle de crescimento encontrada em todos os organismos multicelulares.

É bem conhecido na comunidade científica que um conglomerado de proteínas chamado TORC1 – abreviação de Target of Rapamycin kinase Complex 1 – controla o crescimento de células em tudo, de humanos a leveduras. Mas os pesquisadores já identificaram e nomearam a proteína que desencadeia esse processo em leveduras – um sensor de nutrientes e regulador TORC1 que eles chamaram de Ait1. Ao trabalhar normalmente, o Ait1 desliga o TORC1 em leveduras quando as células estão carentes de nutrientes, bloqueando o crescimento celular.

“Ait1 é como uma mão segurando o TORC1 no lugar, com um dedo que chega por cima e liga e desliga o TORC1 dependendo de quantos nutrientes uma célula tem”, disse o coautor do estudo Andrew Capaldi, professor associado do UArizona Departamento de Biologia Molecular e Celular e membro do Instituto BIO5.

O Capaldi Lab está interessado em determinar como as células percebem o estresse e a fome e então decidem com que rapidez crescer. Compreender como o TORC1 é desencadeado em diferentes organismos é importante para o desenvolvimento de tratamentos para uma ampla variedade de doenças.

O TORC1 foi originalmente descoberto em levedura, mas também é crítico para a ativação de células do sistema imunológico humano para montar uma resposta. Quando o TORC1 não está funcionando como deveria, pode desencadear o desenvolvimento de câncer, diabetes e vários distúrbios neurológicos, incluindo epilepsia e depressão.

"Se o TORC1 for muito ativo, pode causar câncer ou epilepsia. Se for hipoativo, pode causar depressão", disse Capaldi. "Chamamos isso de regulamento Cachinhos Dourados."

Mas o fato de os corpos humanos dependerem da mesma via TORC1 que a levedura apresenta um problema.

Capaldi disse que se os cientistas desenvolverem drogas que inibem o crescimento de leveduras causadoras de doenças controlando o TORC1, "estamos com grandes problemas, já que o TORC1 também controla o crescimento de células imunes humanas e muito mais".

"Como exemplo, você pode bloquear o crescimento de levedura com muita facilidade usando rapamicina - uma droga que se liga diretamente e inibe o TORC1 - para combater bem qualquer infecção", disse Capaldi. "No entanto, essa mesma droga é usada regularmente em pacientes transplantados para suprimir seu sistema imunológico, então isso seria um desastre".

Os pesquisadores descobriram que, embora a via TORC1 seja muito semelhante em leveduras e humanos, os humanos não dependem do Ait1 para regular o TORC1. Assim, os medicamentos que visam especificamente o Ait1 devem inibir o crescimento de leveduras e não de células imunes humanas.

Ait1 evoluiu apenas nos últimos 200 milhões de anos, o que é relativamente recente em termos evolutivos. Cerca de 200 milhões de anos atrás, um regulador TORC1 chamado Rheb parece ter desaparecido das células de vários organismos exatamente quando Ait1 evoluiu.

"Mostramos que alguns dos antigos reguladores TORC1 encontrados em humanos (incluindo Rheb) foram perdidos nas mesmas leveduras que ganharam Ait1 200 milhões de anos atrás", disse Capaldi. "Esses mesmos reguladores antigos também foram perdidos na evolução de outros organismos unicelulares, incluindo muitos parasitas e plantas. Portanto, é muito provável que outros organismos unicelulares tenham ganhado novos reguladores - semelhantes ao Ait1 - próprios. Agora as pessoas podem sair e procurá-los, pois também serão bons alvos de drogas." + Explorar mais