Cientistas do campus da Flórida do The Scripps Research Institute (TSRI), que haviam descoberto anteriormente o composto LNM E1, que mata o câncer de próstata, agora aproximam ainda mais a família das moléculas de LNM dos testes clínicos, "minerando" as informações armazenadas nos genomas das bactérias. Sua pesquisa sugere que esses genes ocultos detêm os projetos para projetar novos, compostos direcionados ao câncer ainda mais eficazes.
"Isso aponta o caminho para uma nova oportunidade terapêutica, "diz o investigador principal Ben Shen, Ph.D., Professor TSRI e co-presidente do Departamento de Química.
Os resultados foram publicados hoje na revista. Proceedings of the National Academy of Sciences .
Desbloqueando moléculas antitumorais na natureza
A família da leinamicina (LNM) é um grupo de compostos chamados produtos naturais, produzida por uma bactéria que vive no solo. Até agora, Shen e seus colegas estavam cientes de apenas um membro da família LNM, um composto denominado LNM. Ao editar o genoma da bactéria, o laboratório Shen produziu LNM E1, que eles mostraram em 2015 poderia reagir com espécies reativas de oxigênio em células de câncer de próstata, desencadeando a morte.
"Então, sabíamos que a molécula era útil, mas e daí? Precisávamos fazer muitas variantes para otimizar a eficácia em modelos animais, "diz Shen.
Infelizmente, sintetizar LNM E1 para fazer análogos provou ser um desafio devido à estrutura complicada do composto.
A falta de análogos levou Shen e seus colegas a buscar ajuda na natureza. Felizmente, pesquisadores têm um recurso valioso no campus da TSRI na Flórida, onde Shen dirige a Iniciativa Biblioteca de Produtos Naturais, uma biblioteca que consiste em produtos naturais purificados, frações parcialmente puras, extratos brutos e cepas bacterianas coletadas em todo o mundo que estão disponíveis para triagem.
Ao vasculhar esta biblioteca e conjuntos de dados públicos, a equipe descobriu 49 bactérias com genes que parecem codificar para membros da família LNM. Os pesquisadores confirmaram essa descoberta por meio de análises de bioinformática e do isolamento de vários dos compostos LNM recém-descobertos no laboratório.
Com esta pesquisa, Shen e seus colegas agora têm uma ideia da diversidade estrutural dos LNMs. Eles descobriram que, embora as bactérias tenham evoluído para ter LNMs com muitas das mesmas características, pequenas mudanças, tais como diferenças atômicas nos blocos de construção de seus andaimes centrais, poderia tornar alguns LNMs mais ou menos eficazes contra as células cancerosas. O próximo passo será estudar as interações das moléculas LMN com as células cancerosas para descobrir.
Esta descoberta representa uma grande mudança na forma como os cientistas descobrem candidatos a medicamentos de produtos naturais. Shen explicou que por muito tempo, os cientistas tiveram que lançar uma ampla rede para descobrir potenciais compostos medicinais, mais ou menos por acaso, em animais, plantas, bactérias e fungos. Com o mais focado, técnica baseada no genoma empregada na TSRI, os cientistas podem se aproximar de fontes suspeitas de uma droga em potencial de forma mais eficiente, nesse caso, mineração de genomas de bactérias para encontrar as instruções para fazer LNMs.
"Os avanços tecnológicos que fizemos nos permitem identificar rapidamente as fontes desses tipos de produtos naturais, "diz Shen." Isso poderia impactar dramaticamente o fluxo de chumbo de drogas. "
