As proteínas produzidas nas células freqüentemente sofrem modificações pelas enzimas após serem formadas. Um tipo de modificação, chamada prenilação, adiciona 'marcas' às proteínas que lhes dizem para onde ir na célula e como interagir com outras proteínas.

Contudo, quando a prenilação dá errado, pode levar a doenças, incluindo câncer, doenças da retina e cardiovasculares, e infecções virais.

Por causa de seu papel nessas doenças, as enzimas que causam a prenilação têm sido alvo de novos medicamentos em potencial. Por exemplo, trabalho recente liderado pela Dra. Beata Wojciak-Stothard, do Departamento de Medicina de Imperial, sugeriu que a prenilação pode ser um importante alvo para a hipertensão arterial pulmonar.

Contudo, porque os mecanismos de prenilação são difíceis de estudar, nenhum dos medicamentos em potencial que o visam diretamente foi aprovado até agora para uso médico, embora o direcionamento indireto usando bisfosfonatos seja um tratamento importante para a osteoporose.

Compreendendo a interação

Agora, pesquisadores liderados pelo professor Ed Tate, do Departamento de Química do Imperial, desenvolveram uma nova maneira de rastrear a prenilação que não afeta o funcionamento normal de uma célula, permitindo-lhes traçar o perfil de toda a gama de prenilação dentro da célula.

O professor Tate disse:"Todos os estudos anteriores usaram drogas chamadas estatinas para suprimir a prenilação e favorecer a incorporação de marcadores químicos, mas as estatinas têm impactos generalizados nas células, tornando esses experimentos muito difíceis de interpretar. Desenvolvemos tags que não funcionam apenas sem estatinas, mas também pode analisar diferentes vias de prenilação em paralelo, o que não foi possível antes.

"Isso também nos permite entender a interação entre os diferentes caminhos pela primeira vez, bem como para obter muito mais informações sobre cada um individualmente, uma vez que todo o nosso poder analítico pode ser focado em um de cada vez. "

O estudo recente, publicado em Química da Natureza , descreve duas novas marcas químicas que podem ser usadas para detectar a prenilação de proteínas dentro de células vivas, sem qualquer necessidade de perturbação de um ambiente celular normal. Os novos marcadores correspondem de perto aos marcadores de prenilação naturais encontrados nas células e, portanto, são usados ​​com a mesma facilidade pelas enzimas de prenilação.

Pela primeira vez, os pesquisadores foram capazes de detectar toda a gama de proteínas que são preniladas nas células em um único experimento e descobrir novas proteínas que antes não eram conhecidas por serem preniladas.

Eles também foram capazes de observar a troca entre as vias de prenilação em resposta ao tratamento com medicamentos anticâncer, fornecendo os primeiros insights globais sobre este processo, o que é importante para a resistência aos medicamentos.

Insights sobre doenças

Proteínas preniladas são conhecidas por estarem envolvidas em múltiplas vias que são interrompidas em um contexto de doença:um exemplo é a coroideremia.

A coroideremia é uma doença genética que leva à perda potencial da visão. Pacientes com coroideremia têm uma mutação em um gene que codifica para a proteína REP-1, o que o impede de funcionar corretamente. REP-1 está envolvido em uma via que adiciona tags de prenilação em outras proteínas, Contudo, sem um REP-1 funcional, essas outras proteínas não são preniladas.

Usando as tags químicas recentemente desenvolvidas, A pesquisa do professor Tate foi capaz de ver as mudanças globais nos padrões de prenilação em um modelo de coroideremia de camundongo pela primeira vez, e encontrar as proteínas específicas que não são preniladas devido ao RAB-1 defeituoso. Essa percepção pode levar a novas maneiras de tratar pacientes com coroideremia.

Quando questionado sobre quais serão as próximas etapas da pesquisa usando as sondas recentemente desenvolvidas, O professor Tate disse:"Gostaríamos de usá-los para explorar mais detalhadamente como as células cancerosas evitam os inibidores de prenilação e como podemos superar essa resistência".

Além disso, o grupo de pesquisa está planejando explorar ainda mais as funções biológicas das proteínas preniladas recém-descobertas.