p Durante uma infecção viral, os vírus entram no corpo e se multiplicam em suas células. Os vírus muitas vezes se ligam especificamente às estruturas de açúcar das células hospedeiras, ou apresentam estruturas açucaradas características em sua própria superfície. Pesquisadores da Universidade Técnica de Munique (TUM) desenvolveram um novo tipo de reagente de proteína para identificar estruturas biológicas de açúcar, que pode bloquear a propagação de uma doença no corpo se usado para bloquear as estruturas de açúcar de uma célula ou de um patógeno. p O laboratório dirigido por Arne Skerra, Professor de Química Biológica, tem seu foco no projeto de proteínas de ligação artificiais para aplicações terapêuticas. Os resultados da pesquisa atual do laboratório estão abrindo caminho para o desenvolvimento de novos tipos de proteínas de ligação para estruturas biológicas de açúcar, que desempenham um papel significativo no câncer, bem como em doenças infecciosas.

p Reconhecendo estruturas biológicas de açúcar

p “O reconhecimento de moléculas específicas de açúcar, ou os chamados carboidratos, é de vital importância em muitos processos biológicos, "O Prof. Skerra explica. A maioria das células carregam um marcador que consiste em cadeias de açúcar que estão ligadas ao exterior da membrana celular ou às proteínas da membrana, permitindo assim que o corpo identifique onde essas células pertencem ou se certas células são estranhas. Os patógenos também têm estruturas de açúcar próprias, ou eles podem se ligar a estes.

p Proteínas, que desempenham uma ampla gama de funções dentro das células, geralmente têm apenas baixa afinidade com açúcares. Assim, seu reconhecimento molecular representa um desafio. O motivo:as moléculas de água são semelhantes às moléculas de açúcar, o que significa que eles estão basicamente escondidos no ambiente aquoso das células. O grupo de pesquisa do Prof. Skerra, portanto, decidiu projetar uma proteína de ligação artificial com uma composição química peculiar que torna mais fácil se ligar a estruturas biológicas de açúcar.

p Um grupo de ácido bórico implementado em uma proteína como aminoácido

p Os aminoácidos são os blocos de construção das proteínas. Como uma regra, a natureza usa apenas 20 aminoácidos em todos os organismos vivos. "Usando as possibilidades abertas pela biologia sintética, empregamos um aminoácido artificial adicional, "relata a pesquisadora Carina A. Sommer.

p "Conseguimos incorporar um grupo de ácido bórico, que exerce afinidade intrínseca às moléculas de açúcar, na cadeia de aminoácidos de uma proteína. Ao fazer isso, criamos uma classe inteiramente nova de proteínas de ligação para moléculas de açúcar, "Sommer explica. Esta função artificial de ligação do açúcar é superior às proteínas de ligação naturais (as chamadas lectinas), tanto em força quanto em relação às possíveis especificidades do açúcar.

p "A atividade de ligação de açúcar do ácido bórico e seus derivados é conhecida há quase um século, "diz o Prof. Skerra." O elemento químico boro é comum na Terra e tem baixa toxicidade, mas até agora permaneceu praticamente inexplorado pelos organismos. "

p "Usando cristalografia de raios-X, conseguimos desvendar a estrutura cristalina de um complexo modelo desta proteína artificial, que nos permitiu validar nosso conceito biomolecular, "explica o cientista Dr. Andreas Eichinger.

p A próxima etapa:em direção à aplicação médica

p Após aproximadamente cinco anos de pesquisa científica fundamental, as descobertas do laboratório do Prof. Skerra agora podem ser aplicadas às necessidades médicas práticas. O Prof. Skerra destaca:"Nossos resultados não devem ser usados ​​apenas para apoiar o desenvolvimento futuro de novos ligantes de carboidratos na química biológica, mas também deve abrir o caminho para a criação de agentes de alta afinidade para controlar ou bloquear estruturas de açúcar clinicamente relevantes nas superfícies das células. "

p Esse "agente de bloqueio" pode ser usado para condições em que o forte crescimento celular é evidente ou quando os patógenos estão se aderindo às células, por exemplo, em oncologia e virologia. Se tivermos sucesso em bloquear a função de ligação do açúcar e em desacelerar o progresso de uma doença, isso daria ao sistema imunológico do paciente tempo suficiente para mobilizar a defesa natural do corpo.