Especialistas em pesquisa biomédica estão pedindo um melhor uso de sondas químicas para melhorar nossa compreensão da função das proteínas e os fundamentos sobre os quais se baseia grande parte da descoberta e desenvolvimento de medicamentos modernos.
Em uma entrevista em Nature Communications , Professor Paul Workman, Professor Harrap de Farmacologia e Terapêutica no Instituto de Pesquisa do Câncer, em Londres, e Professora Cheryl Arrowsmith, Cientista Chefe dos Laboratórios do Structural Genomics Consortium (SGC) Toronto e Professora de Biofísica Médica na Universidade de Toronto, descrevem as principais problemas usando sondas químicas na pesquisa biomédica e destacar novos projetos para aumentar o número e a qualidade das ferramentas químicas disponíveis para os pesquisadores.

Sondas químicas são pequenas moléculas que são usadas para testar a atividade de uma proteína em uma célula, muitas vezes inibindo-a.

Orientação de especialistas sobre sondas químicas

Um dos projetos discutidos é uma versão nova e aprimorada de um recurso online fácil de usar para sondas químicas. O Chemical Probes Portal, relançado em 2021, conta com a revisão de especialistas realizada por uma comunidade internacional de 200 pesquisadores em biologia química, química e farmacologia, e é apoiado por análises de big data.

O Portal visa abordar um problema central na pesquisa biomédica, incentivando o uso em experimentos de laboratório de sondas químicas de maior qualidade e melhor escolhidas - as ferramentas moleculares, geralmente inibidores de proteínas, que facilitam a compreensão dos processos biológicos e que são importantes para sustentar as conclusões da pesquisa.

Uma sonda para cada proteína

O Target 2035 é uma iniciativa da comunidade de pesquisa para acelerar o desenvolvimento de uma sonda química para cada proteína no proteoma humano até 2035. Liderado pelo SGC, o Target 2035 reúne cientistas de diversas áreas de descoberta de medicamentos, incluindo bioquímicos, biólogos estruturais, químicos medicinais, cientistas de ensaios e químicos computacionais.

Com foco em ciência aberta e colaborativa e novas tecnologias, o Target 2035 visa acelerar o desenvolvimento de novas sondas químicas de alta qualidade para 90% das proteínas humanas que ainda não foram estudadas para a descoberta de medicamentos em potencial.

Ferramentas poderosas para pesquisa biomédica

As sondas químicas são ferramentas poderosas usadas rotineiramente para descobrir como as proteínas individuais estão envolvidas na saúde e na doença, incluindo câncer, demência e recentemente COVID-19, e, finalmente, levam à descoberta de novos medicamentos.

Mas a qualidade desses reagentes varia muito e o uso de ferramentas sub-ótimas na pesquisa é generalizado. Usar compostos pobres ou mal selecionados como ferramentas pode produzir resultados enganosos.

O melhor uso de sondas químicas também pode economizar bilhões de libras ao setor de pesquisa biomédica, garantindo que novas terapias para doenças sejam desenvolvidas a partir de uma compreensão melhor e mais robusta de seus efeitos biológicos e, portanto, sejam menos propensas a falhar em ensaios clínicos caros.

Fornecendo informações especializadas rapidamente

Desenvolvido por cientistas do ICR com o apoio de órgãos como o SGC, Wellcome e Cancer Research UK, o novo Portal de Sondas Químicas visa incentivar a ampla seleção e uso das sondas químicas de alta qualidade mais adequadas, particularmente na comunidade acadêmica de biologia .

Uma das principais atualizações da iteração anterior do Portal é um novo processo para filtrar grandes conjuntos de dados, recomendando compostos interessantes a serem considerados como sondas para análises especializadas subsequentes.

Pesquisadores da academia e da indústria também podem enviar ferramentas promissoras para o Portal, que será revisada por um painel ampliado de quase 200 especialistas antes que as informações sejam publicadas gratuitamente para pesquisadores de todo o mundo.

Expandir e melhorar os dados

Outras atualizações importantes do Portal incluem informações e opiniões de especialistas sobre centenas de novas ferramentas químicas.

Eles incluem inibidores de proteínas anteriormente consideradas amplamente incontroláveis, como KRAS, agonistas de moléculas de receptores de superfície celular, GPCRs, incluindo o receptor de serotonina HTR2A, bem como novas ferramentas químicas, como PROTACs e colas moleculares - moléculas funcionais duplas que guiam as proteínas para o sistema de degradação celular seja decomposto.

Só no ano passado, o número de sondas listadas no Portal aumentou em 60% para 520. Centenas de novos alvos de proteínas foram adicionados, aumentando a variedade de ferramentas que os pesquisadores podem usar e ampliando o impacto em diferentes áreas de pesquisa, incluindo neurologia e imunologia.

As fontes de dados incluem o canSAR do ICR, o maior recurso público de descoberta de medicamentos contra o câncer do mundo, e o Probe Miner, um recurso comunitário líder para a avaliação de sondas químicas com base em dados de química medicinal em larga escala.

O canSAR habilitado para inteligência artificial contém dados sobre 500.000 estruturas de proteínas e três milhões de cavidades na superfície de quase 110.000 macromoléculas, todas anotadas e selecionadas para que os algoritmos de aprendizado de máquina possam analisar facilmente os dados, bem como dados clínicos e outros.

A Probe Miner avaliou mais de 1,8 milhão de pequenas moléculas quanto ao seu potencial para atuar como sondas químicas contra 2.200 alvos de proteínas humanas.

Estabelecendo bases sólidas para a pesquisa

O Dr. Albert Antolin, bolsista do ICR e líder da equipe júnior do ICR, e um dos principais pesquisadores do Chemical Probes Portal, disse:"O Chemical Probes Portal tem uma série de novas atualizações, incluindo informações detalhadas sobre centenas de novas moléculas, um uso mais eficiente de big data e, mais importante, apoio renovado de centenas de especialistas internacionais líderes no melhor uso de sondas químicas em pesquisa.

"O portal fornece todas as informações importantes para apoiar a seleção de sondas químicas de maneira fácil de usar. Ajuda a orientar o uso de sondas químicas em milhares de experimentos, estabelecendo bases mais sólidas para pesquisas fundamentais e descoberta de medicamentos em uma ampla gama de variedade de doenças, incluindo câncer."

O Professor Paul Workman, Professor Harrap de Farmacologia e Terapêutica no ICR e Diretor Executivo do Portal de Sondas Químicas, disse:

"A seleção e o uso incorretos de sondas químicas são amplamente difundidos na pesquisa biomédica e, infelizmente, levam a conclusões enganosas ou erradas a partir dos resultados dos experimentos. Em casos extremos, pode inviabilizar a descoberta de medicamentos e ensaios clínicos e levar ao desperdício desnecessário de centenas de milhões de libras de financiamento de pesquisa.

"Com o Chemical Probes Portal e sua estreita interação com a iniciativa Target 2035, nosso objetivo é fornecer à comunidade de pesquisa um recurso acessível, sustentado pelos melhores dados e especialistas líderes mundiais no uso das melhores sondas químicas para o estudo de proteínas específicas. Os novos desenvolvimentos no Portal vão agora melhorar ainda mais a seleção e uso das melhores ferramentas disponíveis para pesquisa experimental e, assim, aumentar a qualidade e robustez da pesquisa biomédica." + Explorar mais

Combine os recursos de sondas químicas para otimizar a pesquisa biomédica, exortam os cientistas