Os cientistas da Scripps Research resolveram um grande problema na química e no desenvolvimento de medicamentos usando 'miniecossistemas' do tamanho de gotículas para ver rapidamente se uma molécula pode funcionar como um potencial terapêutico.

Como relatam hoje no jornal Proceedings of the National Academy of Sciences , o novo método permitirá que os pesquisadores economizem tempo e financiamento críticos, testando simultaneamente como os candidatos a medicamentos se ligam a seus alvos celulares e alteram a função celular. Os cientistas da Scripps Research usaram a técnica para avaliar o potencial terapêutico dos anticorpos, Proteínas do sistema imunológico em forma de Y que são o foco de muitas pesquisas de descoberta de medicamentos.

"Isso poderia economizar muito tempo na descoberta de medicamentos, reduzindo as etapas necessárias para avaliar os candidatos a medicamentos, "diz Tianqing Zheng, Ph.D., associado de pós-doutorado no campus da Califórnia da Scripps Research e primeiro autor do novo estudo.

O estudo se baseia em 30 anos de pesquisa liderada pelo autor sênior do estudo Richard Lerner, MD, Lita Annenberg Hazen, professora de Imunoquímica da Scripps Research, para tirar vantagem da exibição de fago de anticorpo, uma tecnologia que os cientistas podem usar para marcar e testar anticorpos quanto à capacidade de se ligarem a um alvo biológico. A tecnologia de exibição de fago de anticorpo impulsionou o desenvolvimento de produtos farmacêuticos, de drogas contra o câncer ao sucesso terapêutico Humira.

Mas os cientistas que usam esse método ainda enfrentam um gargalo:no vasto grupo de anticorpos com afinidade de ligação para o alvo da doença, pode haver apenas alguns anticorpos com as funções biológicas corretas. Testar a função desses anticorpos adiciona tempo e despesas ao processo de descoberta de medicamentos.

O novo método de miniecossistema testa afinidade e função ao mesmo tempo. Os miniecossistemas são mantidos em gotículas do tamanho de um picolitro - ou um trilionésimo de litro. Nestes aposentos apertados, os pesquisadores reuniram uma célula de mamífero e a bactéria E. coli. A bactéria produz fagos que servem como transportadores para candidatos a anticorpos. Esses anticorpos na superfície do fago podem interagir com a célula de mamífero no mesmo miniecossistema.

"O co-cultivo de células de mamíferos e bactérias em mini-ecossistemas torna possível selecionar anticorpos funcionais diretamente com exibição de fago, "Zheng diz.

A célula de mamífero na gotícula é projetada para expressar uma proteína fluorescente se devidamente direcionada por um anticorpo. Isso significa que em uma etapa, os cientistas podem testar a afinidade e função dos anticorpos, potencialmente tornando a descoberta de medicamentos mais eficaz em termos de tempo e custo.

Para testar seu novo sistema, os pesquisadores geraram rapidamente milhões de miniecossistemas com células de mamíferos e bactérias que produzem anticorpos ligados por fago. Eles testaram esses anticorpos contra um verdadeiro alvo biológico:um receptor nas células cerebrais, chamado TrkB.

O sistema funcionou. Além disso, os pesquisadores ficaram surpresos ao ver que os anticorpos fizeram um trabalho melhor em direcionar TrkB quando anexados ao fago, ao invés do anticorpo sozinho, como tinham sido em estudos anteriores.

Zheng diz que o próximo passo é aplicar este método para selecionar anticorpos funcionais contra muitos mais alvos de interesse.

Autores adicionais do estudo, "Seleção de anticorpos usando cocultivação clonal de Escherichia coli e células eucarióticas em miniecossistemas, "eram Jia Xie, Lacey Douthit e Peng Wu da Scripps Research; Zhuo Yang da ShanghaiTech University; e Bingbing Shi da Universidade de Pequim e da Universidade de Hong Kong.