Um novo teste para mostrar as propriedades de enzimas biologicamente importantes pode ajudar a agilizar o desenvolvimento de novos tratamentos.

"Cintilação, cintilação, pequena quinase. Como eu me pergunto de que forma você é ... "

Pode não ser a melhor canção infantil, mas uma abordagem que vê as proteínas 'cintilando' como estrelas no céu noturno está fornecendo uma nova visão sobre uma importante classe de enzimas envolvidas nas doenças.

Ao marcar as enzimas com corantes fluorescentes, pesquisadores do Imperial foram capazes de revelar novas características, que, segundo eles, pode ajudar a desenvolver medicamentos melhores para infecções parasitárias, doença inflamatória e câncer.

As enzimas, chamadas proteínas quinases, ajudam a regular as células e coordenar suas respostas ao que está acontecendo ao seu redor no corpo. Eles são extremamente importantes na sinalização celular e no acionamento do alarme quando o DNA da célula é danificado, dando início à resposta.

Contudo, quando as enzimas dão errado, elas podem causar uma série de problemas a jusante - como o crescimento descontrolado, levando a tumores - o que os tornou um alvo atraente para os fabricantes de medicamentos que desenvolvem novos tratamentos contra o câncer.

Pesquisas anteriores sobre sua estrutura revelaram que as enzimas têm formas 'ativas' e 'inativas', dependendo da forma e posição de um 'loop de ativação'. Além disso, Contudo, não foi possível medir como as enzimas alternaram entre os estados, ou se eles precisassem de uma molécula para converter, e pode ser difícil estabilizar seu estado.

Agora, um grupo liderado pela Dra. Charlotte Dodson, pesquisador do Instituto Nacional do Coração e Pulmão do Imperial, descobriu uma maneira de mostrar a proporção de formas ativas e inativas e como a enzima muda em resposta a moléculas e inibidores.

"Sabemos por cerca de 15 anos a partir das estruturas de cristal que essas enzimas se enquadram em duas classes estruturalmente, "explicou o Dr. Dodson." Na forma ativa, a enzima está 'pronta para ir' e para realizar sua função biológica, mas em sua forma inativa, é incapaz de fazer seu trabalho. "

Mudando de estado

Trabalhando em colaboração com o Instituto de Pesquisa do Câncer, O laboratório do Dr. Dodson foi capaz de marcar marcadores fluorescentes em duas regiões diferentes da enzima.

Quando as enzimas estavam no estado ativo, as moléculas do corante estavam distantes e fluorescentes, aparecendo como pontos brilhantes sob o microscópio. Quando as enzimas mudaram para o estado inativo, as duas regiões marcadas com o corante entraram em contato próximo, extinguindo o corante e fazendo a fluorescência cintilar.

Dependendo se eles adicionaram moléculas que promovem estados ativos ou inativos, a equipe descobriu que poderia alterar a proporção de estados em uma amostra, e eles foram capazes de medi-lo como uma mudança na fluorescência.

"Medindo a fluorescência, podemos dizer em que forma as quinases estão, "disse o Dr. Dodson." Quando fazemos isso continuamente ao longo do tempo e olhamos para as moléculas individuais em um microscópio, parece um céu noturno com muitos pontinhos cintilantes.

"Porque podemos medir a fluorescência de moléculas individuais, sabemos que eles estão mudando de solução, e isso é algo que ninguém foi capaz de fazer antes. "

De acordo com os pesquisadores, na prática, a abordagem poderia ser usada para ajudar a refinar os medicamentos que têm como alvo as enzimas, mostrando como elas afetam a mistura dos estados ativo e inativo.

Por exemplo, se um inibidor empurrou uma amostra de quinases para 70 por cento inativas 30 por cento ativas, os fabricantes de medicamentos poderiam ajustar a molécula e medir o impacto em uma população de quinases. Se depois de ajustar a droga a mistura mudar para 90 por cento inativa, isso mostraria que o inibidor está tendo um efeito maior do que antes.

O câncer é atualmente o maior alvo para os inibidores da quinase, com um mercado estimado em US $ 30 bilhões ou mais, mas os pesquisadores estão explorando o papel das quinases em outras áreas, incluindo doenças do coração e pulmões.

O Dr. Dodson acrescentou:"Desenvolvemos o teste e realizamos uma prova de princípio em uma quinase específica para mostrar que ela funciona e explorar o que está acontecendo. A próxima etapa é fazer as coisas e aplicar isso a outras quinases de interesse .

"Eu acho que quanto mais e mais pessoas percebem que essas enzimas são importantes em outras doenças, o conhecimento adquirido com a oncologia pode ser transferido para novas áreas de terapia. "

Ela acrescentou:"Quanto mais informações pudermos fornecer na fase de concepção do desenvolvimento de medicamentos, o melhor. Ao usar essa abordagem, poderíamos permitir que os fabricantes de medicamentos projetem novos tratamentos com mais eficiência, o que pode economizar tempo e dinheiro. Pode levar a novos inibidores que cheguem à clínica mais rapidamente. "