Cientistas da Universidade de Bath usaram a natureza como inspiração no desenvolvimento de uma nova ferramenta que ajudará os pesquisadores a desenvolver novos tratamentos farmacêuticos de uma forma mais limpa, ecológica e menos dispendiosa.



Os tratamentos medicamentosos muitas vezes funcionam ligando-se às proteínas envolvidas na doença e bloqueando a sua atividade, o que reduz os sintomas ou trata a doença.

Em vez de utilizar pequenas moléculas convencionais como medicamentos, que não são adequadas para bloquear interacções entre proteínas, a indústria farmacêutica está agora a investigar o potencial de fabricar medicamentos utilizando pequenas proteínas conhecidas como “péptidos”, que funcionam de forma semelhante.

No entanto, peptídeos e proteínas muitas vezes não produzem medicamentos muito bons porque suas estruturas 3D podem se desfazer, são sensíveis a altas temperaturas e podem ser difíceis de entrar nas células do corpo, onde são encontrados muitos alvos de drogas interessantes, mas desafiadores.

Agora, cientistas da Universidade de Bath desenvolveram uma forma de contornar este problema; normalmente, proteínas e cadeias de peptídeos têm um começo e um fim - unindo essas pontas soltas, é possível criar proteínas e peptídeos "cíclicos" muito rígidos que melhoram o calor e a estabilidade química, além de facilitar sua inserção nas células .

Eles pegaram uma enzima chamada OaAEP1 de Oldenlandia affinis, uma pequena flor roxa que cresce nos trópicos, e a modificaram antes de transferi-la para células bacterianas. Essas culturas bacterianas foram cultivadas para produzir uma proteína em massa e, ao mesmo tempo, unir as extremidades em uma única etapa.

As plantas podem fazer esse processo naturalmente, mas é lento e de baixo rendimento. Alternativamente, a ciclização pode ser feita quimicamente isolando a enzima e depois misturando vários reagentes em um tubo de ensaio, mas isso requer múltiplas etapas e utiliza solventes químicos tóxicos.

Colocar todo o processo em um sistema bacteriano aumenta o rendimento, utiliza reagentes mais sustentáveis ​​e biologicamente corretos e requer menos etapas. É, portanto, muito mais simples e barato.

Para demonstrar a abordagem, os cientistas aplicaram a sua tecnologia bacteriana OaAEP1 a uma proteína chamada DHFR e descobriram que a união das extremidades da cabeça e da cauda tornava-a mais resistente às mudanças de temperatura, mantendo ao mesmo tempo a sua função normal.

A professora Jody Mason, do Departamento de Ciências da Vida da Universidade de Bath, disse:“Proteínas e peptídeos são geralmente bastante sensíveis ao calor, mas a ciclização os torna muito mais robustos”.

"A planta Oldenlandia produz naturalmente proteínas cíclicas como parte de um mecanismo de defesa para deter predadores."

“Portanto, aproveitamos esse superpoder das flores modificando o OaAEP1 e combinando-o com a tecnologia existente de produção de proteínas bacterianas para criar uma ferramenta realmente poderosa que ajudará a indústria de descoberta de medicamentos”.

Simon Tang, pesquisador associado do Departamento de Ciências da Vida da Universidade de Bath, disse:"Proteínas e peptídeos são muito promissores como candidatos a medicamentos, mas um gargalo significativo para o desenvolvimento de novos tratamentos terapêuticos é a produção suficiente do produto para alcançar pacientes sem incorrer em custos astronômicos."

“Nosso novo processo permite que as bactérias façam todo o trabalho – o resultado é que ele também é mais limpo e ecológico e, por ter menos etapas, é muito mais simples de fazer.”

“Estamos realmente entusiasmados com as potenciais aplicações disto, não apenas para a indústria farmacêutica, mas para outras indústrias, como a indústria alimentar, a indústria de detergentes, a biotecnologia e a produção de bioenergia”.

Os pesquisadores registraram a patente da técnica e publicaram seu trabalho na revista JACS Au .

Mais informações: TM Simon Tang et al, Aplicação intracelular de uma endopeptidase asparaginil para produção de proteínas cíclicas cabeça-com-cauda recombinantes, JACS Au (2023). DOI:10.1021/jacsau.3c00591
Fornecido pela Universidade de Bath