Os cientistas criaram uma nova forma de rastrear compostos que é mais sensível do que os métodos existentes, abrindo a possibilidade de encontrar novos medicamentos para muitas doenças.

Os pesquisadores, do Francis Crick Institute e da University of Manchester, espero que sua nova técnica ajude a acelerar o desenvolvimento de medicamentos e encontrar novos usos para os medicamentos existentes e outros compostos presentes em bibliotecas farmacêuticas. Suas descobertas são publicadas em Nature Communications .

Descobrir drogas do zero é um processo demorado e muitas vezes malsucedido, então ao invés, empresas farmacêuticas e laboratórios acadêmicos realizam testes ou 'telas' em milhares de compostos existentes para ver se algum deles tem efeito sobre um alvo conhecido. Os resultados dessas telas podem ser testados posteriormente para ver se eles podem ser usados ​​na clínica.

Embora incrivelmente útil para testar um grande número de compostos contra alvos de drogas, os métodos de triagem tradicionais têm uma série de limitações. Por exemplo, eles não são muito bons em identificar compostos que só funcionam quando compostos reguladores estão presentes. No último estudo, a equipe desenvolveu uma nova maneira de rastrear compostos "alostéricos", que regulam a atividade das enzimas.

As enzimas são moléculas grandes que se ligam a moléculas menores, 'substratos', e convertê-los em produtos úteis de que as células precisam para sobreviver. Em células e organismos, enzimas atuam nas vias metabólicas, que são essenciais para a síntese e decomposição de metabólitos importantes e para a geração de energia. Contudo, essas vias metabólicas precisam fornecer exatamente a quantidade certa de produtos em um determinado momento, tão, as vezes, eles precisam ser temporariamente ligados ou desligados dependendo da quantidade de produto que foi feita. Os compostos alostéricos regulam a atividade enzimática, fazendo com que as enzimas se liguem aos seus substratos de forma mais ou menos eficiente, ou diminuindo ou acelerando a taxa de reação. Os compostos que aumentam a eficiência são conhecidos como ativadores alostéricos, enquanto aqueles que o reduzem são conhecidos como inibidores alostéricos.

Quando vários compostos alostéricos estão presentes, eles podem competir para que um tenha um efeito dominante na atividade enzimática ou se complementarem para criar um efeito maior. Os métodos de triagem tradicionais misturam um composto individual com uma enzima e seus substratos, portanto, não revelaria efeitos que envolvam mais de um composto alostérico. O novo método, chamado CoSPI (triagem composta na presença de um inibidor), envolve o rastreio de enzimas e seus substratos na presença de um inibidor alostérico conhecido para ver se algum dos compostos de teste interage com o inibidor.

"As enzimas alostéricas têm funções importantes em todos os seres vivos, desde bactérias até humanos, e agora temos uma maneira aprimorada de encontrar novos medicamentos que podem funcionar ao direcioná-los, "diz Luiz Carvalho, Líder de grupo no Instituto Francis Crick.

Para mostrar o potencial do CoSPI, a equipe pegou uma enzima presente na bactéria da tuberculose (TB) que acelera a primeira etapa da síntese de histidina - um aminoácido essencial para humanos - e testou compostos nela na presença de seus substratos e um conhecido inibidor alostérico. Eles descobriram um composto alostérico que compete com sucesso com o inibidor, aumentando drasticamente a atividade enzimática. Em última análise, compostos como este ativador alostérico interrompem a regulação adequada das vias metabólicas, drenando energia das bactérias até que morram. Como os humanos não têm essa enzima - obtemos histidina de nossa dieta - é possível que esses compostos possam ser usados ​​para matar a bactéria da tuberculose sem prejudicar as células humanas, tornando-se um possível novo medicamento para tuberculose e outros tipos de infecção bacteriana.

"Nosso método nos permite descobrir logo como os compostos interagem para alterar a atividade enzimática, "diz Cesira de Chiara, pesquisador do Instituto Francis Crick. "Podemos encontrar mais informações em menos experimentos, o que ajuda a acelerar o processo de descoberta de medicamentos. "