Cerca de metade de todas as drogas, variando de morfina a penicilina, vêm de compostos que são da - ou foram derivados da - natureza. Isso inclui muitos medicamentos contra o câncer, que são tóxicos o suficiente para matar células cancerosas.

Então, como os organismos que produzem essas substâncias tóxicas se protegem dos efeitos nocivos? Cientistas do campus da Scripps Research na Flórida descobriram um mecanismo até então desconhecido - proteínas que as células usam para se ligar a uma substância tóxica e sequestrá-la do resto do organismo.

“Graças a esta descoberta, agora sabemos algo sobre os mecanismos de resistência que nunca foi conhecido antes para os antibióticos antitumorais enediyne, "diz o autor sênior do estudo, Ben Shen, Ph.D., professor e co-presidente do Scripps Research Department of Chemistry.

O trabalho tem implicações importantes para a compreensão de como as células cancerosas humanas desenvolvem resistência a quimioterapias baseadas em produtos naturais. Além disso, o microbioma pode desempenhar um papel na resistência aos medicamentos. O estudo foi publicado hoje na revista. Biologia Química Celular .

"Este mecanismo pode ser clinicamente relevante para pacientes que recebem esses medicamentos, por isso é muito importante estudá-lo mais a fundo, "diz Shen.

Produtos naturais - compostos químicos produzidos por organismos vivos - são considerados uma das melhores fontes de novas drogas e pistas de drogas. "Eles possuem uma enorme diversidade estrutural e química em comparação com as moléculas que são feitas em laboratório, "Shen diz. Produtos naturais podem vir de flores, árvores ou organismos marinhos, como esponjas. Uma das fontes mais comuns, Contudo, é uma bactéria que vive no solo.

O laboratório de Shen concentra-se em uma classe de produtos naturais chamados enediynes. Esses compostos vêm de bactérias chamadas actinomicetos, que são encontrados naturalmente no solo. Dois produtos enediyne já foram aprovados pela FDA como medicamentos contra o câncer e estão em amplo uso. Mas os pacientes que os tomam freqüentemente desenvolvem resistência. Após um período de meses ou anos, os tumores podem parar de responder à quimioterapia e começar a crescer novamente.

Embora a forma como os pacientes desenvolvem resistência a essas drogas permaneça em grande parte desconhecida, os cientistas descobriram dois mecanismos que as bactérias usam para se proteger dos enediines. "Mecanismos de auto-resistência em produtores de antibióticos servem como modelos excelentes para prever e combater a resistência futura a medicamentos em um ambiente clínico, "diz Shen.

No novo estudo, pesquisadores relatam um terceiro, mecanismo de resistência previamente desconhecido. Envolve três genes chamados tnmS1, tnmS2 e tnmS3, que codificam proteínas que permitem que as bactérias resistam aos efeitos de um tipo de enediinas chamadas tiancimicinas. O laboratório de Shen está estudando tiancimicinas, que são uma grande promessa para novos medicamentos contra o câncer. As proteínas atuam ligando-se às tiancimicinas e mantendo-as separadas do resto do organismo.

Depois de descobrir esses genes em actinomicetos e como eles funcionam, os pesquisadores estudaram o quão difundidos esses genes estão em outros microrganismos. Eles ficaram surpresos ao descobrir que, além de actinomicetos, os genes também estavam presentes em vários microrganismos comumente encontrados na microbiota humana, a coleção de microrganismos que habitam naturalmente o corpo humano.

"Isso levanta muitas questões que ninguém nunca perguntou antes, "Shen diz." Posso racionalizar por que o organismo produtor teria esses genes, porque precisa se proteger de seus próprios metabólitos. Mas por que outros microorganismos precisam desses genes de resistência? ”Ele observa que pode ser possível para os micróbios intestinais passarem os produtos desses genes para seu hospedeiro - humanos - o que poderia contribuir para a resistência aos medicamentos.

"Essas descobertas levantam a possibilidade de que a microbiota humana possa impactar a eficácia dos medicamentos à base de enediyne e devem ser levados em consideração ao desenvolver novas quimioterapias, "Shen diz." Os esforços futuros para pesquisar o microbioma humano em busca de elementos de resistência devem ser uma parte importante dos programas de descoberta de medicamentos baseados em produtos naturais.