Autofagia, que significa "comer sozinho" em grego, é um mecanismo metabólico geral característico de quase todas as espécies eucarióticas, desde a levedura unicelular até os humanos. É um processo pelo qual as células degradam componentes desnecessários para reciclagem de materiais e geração de energia para sobreviver ao estresse ou manter a homeostase.

A autofagia pode proteger as células, eliminando materiais prejudiciais, como agentes patogênicos e agregados amilóides em doenças neurodegenerativas, mas os defeitos na autofagia estão freqüentemente relacionados a doenças como Alzheimer ou Parkinson; no caso de tumores, a via da autofagia pode ser sequestrada para fornecer nutrientes suficientes para um crescimento massivo. Como resultado, tanto a ativação quanto a inibição da autofagia de uma maneira precisamente espaço-temporalmente controlada pode ser um tratamento promissor contra vários tipos de doenças.

Recentemente, uma equipe de pesquisa liderada pelo biólogo estrutural Prof. Mingjie Zhang da HKUST descobriu peptídeos inibidores potentes e específicos para direcionar as proteínas da família Atg8 (incluindo LC3s e GABARAPs), componentes centrais na via da autofagia. Esses peptídeos inibidores de autofagia geneticamente codificáveis ​​podem ser usados ​​para ocluir a autofagia espaço-temporalmente em animais vivos, o que leva a muitas situações em que podem ser usados ​​em uma variedade de designs.

Suas descobertas foram publicadas em 4 de junho, 2018 no jornal Nature Chemical Biology .

Durante seu estudo sobre anquirinas, um interesse de longo prazo em seu laboratório, os pesquisadores primeiro identificaram um peptídeo inibidor seletivo para GABARAP naturalmente alojado em 270/480 kDa anquirina-G e um peptídeo inibidor pan-Atg8 superpotente de 440 kDa anquirina-B. Com base nas estruturas de cristal que eles resolveram, eles otimizaram ainda mais o peptídeo derivado de anquirina G para ser mais seletivo para GABARAP. "A função distinta de LC3s e GABARAPs na via da autofagia ainda é uma área aberta. No estágio atual, a função tardia dessas proteínas é sempre mascarada por seu efeito inicial e / ou redundância. Os peptídeos desenvolvidos aqui provavelmente servirão como uma ótima ferramenta para dissecar os diferentes papéis dessas duas subfamílias de proteínas Atg8 na autofagia, "disse o Prof. Hong Zhang, um dos co-autores seniores neste artigo do Instituto de Biofísica, Academia Chinesa de Ciências.

Os pesquisadores também forneceram evidências de que os peptídeos que desenvolveram podem bloquear efetivamente a autofagia em células COS7 cultivadas, bem como em animais vivos C. elegans em um determinado momento e local. "Os peptídeos de ligação de Atg8 superfortes são geneticamente codificáveis ​​e podem ser expressos de maneiras específicas de tecido e temporal em animais vivos, como demonstramos, e, portanto, são muito melhores do que qualquer um dos medicamentos baseados em pequenas moléculas existentes na pesquisa de autofagia em culturas de células e, mais importante, em animais vivos, "Prof. Mingjie Zhang disse.

"Os peptídeos inibitórios podem servir diretamente como pistas para desenvolver drogas para tratamentos de câncer em potencial. Eles também podem ser usados ​​indiretamente como uma ferramenta de pesquisa para procurar indutores de autofagia para o tratamento de doenças neurodegenerativas, "disse Jianchao Li, um dos principais autores no laboratório do Prof. Mingjie Zhang.