O aumento da resistência aos antibióticos entre bactérias infecciosas comuns é uma ameaça à saúde preocupante que tem levado muitos cientistas à procura de uma solução. Jennifer Hines, Ph.D., professor de química e bioquímica da Universidade de Ohio, é um dos poucos que buscam estruturas de ácido ribonucléico (RNA) para a descoberta de novos medicamentos. Seu grupo de pesquisa está estudando um regulador chave para a expressão do gene bacteriano composto de RNA, chamado de riboswitch, isso pode ser crucial no desenvolvimento de novos medicamentos para matar bactérias.

"Assim como um interruptor de luz, você aperta o dedo e liga ou desliga a luz, a dobra global do RNA muda em resposta às interações com a molécula de sinalização, "Meu grupo de pesquisa está trabalhando para projetar pequenas moléculas que podem interromper a interação da molécula sinalizadora de RNA chave para desligar permanentemente o interruptor e matar as bactérias especificamente."

Para determinar a estrutura desses novos antibióticos em potencial, O grupo de Hines testa como diferentes pequenas moléculas interagem com o riboswitch de RNA. Uma vez que Hines tem que testar o encaixe de bibliotecas inteiras de pequenas moléculas no riboswitch, ela usa o poder do Oakley Cluster do Ohio Supercomputer Center para acelerar o processo de cálculo. Isso permite que ela teste vários locais de RNA contra muitas pequenas moléculas diferentes para identificar o melhor emparelhamento.

Ao realizar um único cálculo com uma molécula, Hines pode levar dois minutos em seu computador de laboratório, o mesmo cálculo é feito quase assim que ela o insere usando o Oakley Cluster. Ela também percebe economia de custos usando licenças de software compartilhadas MacroModel e Glide por meio de OSC.

"Resultado final, Não posso pagar mais de um computador em meu laboratório para trabalhar nisso, "Hines disse." Se eu tiver vários alunos com projetos diferentes, eles têm que se alinhar um após o outro, enquanto com o Ohio Supercomputer Center, todos eles podem estar trabalhando nisso ao mesmo tempo. Isso permite que mais pessoas investiguem simultaneamente e os cálculos sejam executados muito mais rápido. "

Os antibióticos não são a única área farmacêutica onde o RNA é promissor. Tradicionalmente, avanços significativos na descoberta de medicamentos ocorreram por meio do direcionamento a proteínas ou DNA específicos. O RNA está presente em todas as células vivas também, mas no passado foi esquecido como um alvo terapêutico potencial. Por estar envolvido em quase todos os processos químicos biológicos, ainda tem uma estrutura relativamente simples, é um alvo atraente no mundo da descoberta de medicamentos. Hines disse que foi apenas nos últimos anos que o RNA se tornou um importante ator para biólogos estruturais e moleculares que buscam novas terapias.

"É simplesmente alucinante o que o RNA faz nas bactérias, em humanos e em vírus, "Hines disse." Estamos apenas no início da segmentação do RNA para fins de descoberta de drogas e, portanto, com o RNA sendo tão elegantemente envolvido em todos os tipos de processos regulatórios, se você obtiver mais informações sobre as melhores maneiras de direcionar o RNA com moléculas pequenas, você pode potencialmente abrir novas áreas para pesquisas anticâncer, pesquisa antiviral, além da pesquisa antibacteriana que estou fazendo. "