p Os bioquímicos da UCLA desenvolveram proteínas especializadas que se montam para formar minúsculas jaulas moleculares centenas de vezes menores do que uma única célula. A criação dessas estruturas em miniatura pode ser o primeiro passo para o desenvolvimento de novos métodos de administração de medicamentos ou mesmo para o desenvolvimento de vacinas artificiais. p "Esta é a primeira demonstração decisiva de uma abordagem que pode ser usada para combinar moléculas de proteínas para criar uma gama completa de materiais em nanoescala, "disse Todd Yeates, professor de química e bioquímica da UCLA e membro do Instituto de Genômica e Proteômica da UCLA – DOE e do Instituto de NanoSistemas da Califórnia na UCLA.

p Publicado em 1º de junho na revista Ciência , a pesquisa poderia ser utilizada para criar gaiolas de qualquer número de proteínas diferentes, com aplicações potenciais nos campos da medicina e biologia molecular.

p O estudante de graduação da UCLA Yen-Ting Lai, autor principal do estudo, usou modelos de computador para identificar duas proteínas que poderiam ser combinadas para formar peças de quebra-cabeça tridimensionais de formato perfeito. Doze dessas peças especializadas se encaixam para criar uma gaiola molecular com uma mera fração do tamanho de um vírus.

p "Se você apenas conectar duas proteínas aleatórias, você espera obter uma rede irregular, "disse Yeates, autor sênior do estudo. “Para controlar a geometria, a ideia era fazer uma ligação rígida mantendo as duas proteínas no lugar, como se fossem peças de um quebra-cabeça de brinquedo. "

p As proteínas especificamente projetadas se entrelaçam para formar uma rede oca que poderia atuar como um recipiente para a entrega de drogas, ele disse.

p "Em princípio, seria possível anexar uma sequência de reconhecimento para células cancerosas do lado de fora da gaiola, com uma toxina ou alguma outra 'bala mágica' contida dentro, "disse Yeates." Por aqui, a droga poderia ser entregue diretamente a certos alvos, como células tumorais. "

p Nesta fase, as gaiolas de proteína montadas são porosas o suficiente para que uma droga colocada dentro provavelmente vazasse durante o processo de entrega, Disse Lai. Seu próximo projeto envolverá a construção de uma nova gaiola molecular com um interior que será mais bem vedado.

p Outro uso para as estruturas de proteínas versáteis pode ser como vacinas artificiais. Algumas vacinas tradicionais usam uma proteína de superfície inativa de um vírus para induzir o sistema imunológico do corpo a pensar que está sob ataque. Este método nem sempre é eficaz, porque às vezes a proteína em questão não se parece o suficiente com o vírus para desencadear uma forte resposta dos defensores do corpo.

p Contudo, decorando a superfície de uma gaiola molecular com várias cópias de proteínas de identificação de vírus, as estruturas minúsculas podem imitar melhor um vírus, estimulando uma resposta imunológica ainda mais forte do que uma vacina tradicional e protegendo melhor o receptor humano de doenças.

p Antes que essas estruturas de proteínas possam ser usadas em aplicações médicas, os próprios recipientes moleculares devem ser construídos a partir de proteínas semelhantes às humanas, em vez das proteínas bacterianas atualmente empregadas que o corpo humano pode eliminar imediatamente da circulação, Yeates disse.

p "Nosso primeiro desafio será repetir esses tipos de projetos com moléculas que têm menos probabilidade de gerar uma resposta imune do hospedeiro, "disse ele." Geralmente, queremos usar proteínas que se parecem com proteínas humanas, para que o corpo não as reconheça como estranhas. "

p A ideia de construir um complexo, estruturas protéicas auto-organizadas tem sido a ambição de Yeates desde que ele publicou um artigo descrevendo o trabalho preliminar sobre esse método em 2001. Ainda assim, o conceito permaneceu em banho-maria por 10 anos até que Yen-Ting Lai se juntou ao grupo de pesquisa de Yeates. Com três mestrados - em biologia estrutural, bioinformática e engenharia biomédica - Lai tinha a combinação certa de habilidades para realizar a pesquisa, Yeates disse.

p Este projeto é financiado pelo governo federal pela National Science Foundation. Outros co-autores incluem o cientista sênior da equipe da UCLA, Duilio Cascio.

p Uma segunda descoberta

p Um segundo artigo de coautoria de Yeates cria gaiolas moleculares de design semelhante usando várias cópias da mesma proteína como blocos de construção. Os cientistas controlam a forma da gaiola calculando a sequência de aminoácidos necessária para ligar as proteínas nos ângulos corretos. A pesquisa, também publicado hoje em Ciência , resultou de uma colaboração entre a equipe da UCLA e o professor David Baker da Universidade de Washington.

p Este método alternativo representa uma abordagem mais versátil porque requer apenas um tipo de proteína para formar uma estrutura, Yeates disse. Contudo, conceber diferentes tipos de ligações entre as proteínas idênticas continua a ser um grande desafio. O autor principal Neil King, um pós-doutorado na Universidade de Washington e um ex-aluno de Yeates, pegou as inúmeras possibilidades geradas por computador e testou cada versão experimentalmente até encontrar uma que produzisse o comportamento correto.