p Os químicos desenvolveram um método para detectar mudanças nas proteínas que podem sinalizar os estágios iniciais do câncer, Alzheimer, diabetes e outras doenças importantes. Angewandte Chemie publicou o trabalho, liderado por químicos na Emory University e Auburn University. Os resultados oferecem uma nova estratégia para estudar ligações entre modificações únicas de proteínas e várias patologias. p "O conhecimento que ganhamos usando nosso novo, método químico tem o potencial de melhorar a capacidade de detectar doenças como o câncer de pulmão mais cedo, quando o tratamento pode ser mais eficaz, "diz Monika Raj, autor sênior do artigo e professor associado de química da Emory. "Uma compreensão detalhada das modificações de proteínas também pode ajudar a orientar a personalização, tratamento direcionado para pacientes para melhorar a eficácia de uma droga contra o câncer. "

p Os pesquisadores forneceram uma prova de conceito para o uso de seu método para detectar modificações de proteínas individuais, ou monometilação. Seus experimentos de laboratório foram conduzidos na proteína lisina expressa de E.coli e outros organismos não humanos.

p A lisina é um dos nove aminoácidos essenciais que são essenciais para a vida. Depois que a lisina é sintetizada no corpo humano, mudanças na proteína, conhecido como metilação, pode acontecer. A metilação é um processo bioquímico que transfere um átomo de carbono e três átomos de hidrogênio de uma substância para outra. Essas modificações podem ocorrer em uma única (monometilação), formas duplas (dimetilação) ou triplas (trimetilação). A desmetilação reverte essas modificações.

p Os pequenos ajustes de metilação e desmetilação regulam interruptores biológicos liga-desliga para uma série de sistemas no corpo, como metabolismo e produção de DNA.

p "Em um estado normal, o processo de metilação cria modificações que são necessárias para manter seu corpo funcionando e saudável, "diz Ogonna Nwajiobi, um Emory Ph.D. estudante de química e primeiro autor do artigo. "Mas o processo pode ser sequestrado, criando modificações que podem levar a doenças. "

p Modificações na lisina, em particular, ele adiciona, têm sido associados ao desenvolvimento de muitos cânceres e outras doenças em humanos.

p Sriram Mahesh, da Auburn University é o co-autor do artigo. Xavier Streety, também de Auburn, é co-autor.

p O laboratório Raj, que se especializou no desenvolvimento de ferramentas de química orgânica para compreender e resolver problemas em biologia, queria conceber um método para detectar marcas de monometilação em lisina que foram expressas por um organismo. A monometilação é especialmente desafiadora de detectar, uma vez que deixa mudanças insignificantes no volume, carga ou outras características de uma modificação de lisina.

p Os pesquisadores desenvolveram sondas químicas, íons diazônio ricos em elétrons, que acoplar apenas com locais de monometilação em certas condições biocompatíveis que eles podem controlar, incluindo um determinado nível de pH e densidade de elétrons. Eles usaram técnicas de espectroscopia de massa e ressonância magnética nuclear para mostrar que haviam atingido seletivamente os alvos corretos, e para confirmar o acoplamento de átomos nos locais.

p O método é único porque visa diretamente os locais de monometilação. Outra característica única do método é que ele é reversível em condições ácidas, permitindo aos pesquisadores desacoplar os átomos e regenerar o estado original de um local de monometilação.

p O laboratório Raj agora planeja colaborar com pesquisadores do Winship Cancer Institute de Emory para testar o novo método em amostras de tecido retiradas de pacientes com câncer de pulmão. O objetivo é identificar as diferenças nos locais de monometilação da lisina em pessoas com e sem câncer de pulmão.

p "É como uma expedição de pesca, "Nwajiobi explica." O primeiro passo é usar nosso método para encontrar os locais de monometilação da lisina em amostras de tecido, o que é difícil de fazer por causa de sua baixa abundância. Depois de encontrar os sites, nosso método nos permite reverter o acoplamento com nossa sonda química, para que as funções dos sites possam ser estudadas intactas, formas originais. "

p Métodos práticos para a detecção precoce de muitas doenças, como câncer de pulmão, são necessários para ajudar a melhorar os resultados do paciente. "Se pudermos desenvolver mais maneiras de identificar o câncer de pulmão mais cedo, que pode abrir a porta para tratamentos que melhoram muito a taxa de sobrevivência, "Raj diz.

p Os pesquisadores esperam estudar as diferenças de monometilação de lisina entre amostras retiradas de pacientes em diferentes estágios de câncer de pulmão, entre pacientes com ou sem história familiar da doença, e entre os que fumaram e os que não fumaram. O conhecimento adquirido com essas análises pode preparar o terreno para um processo mais personalizado, tratamentos direcionados, Raj diz.

p Seu laboratório também está desenvolvendo ferramentas químicas para detectar seletivamente os locais de dimetilação e trimetilação da lisina, a fim de ajudar a caracterizar mais completamente o papel da metilação da lisina na doença.

p “Esperamos que outros pesquisadores também apliquem nossos métodos, e as ferramentas químicas que estamos desenvolvendo, para entender melhor uma variedade de cânceres e muitas outras doenças associadas à metilação da lisina, "Raj diz.