Medicamentos se ligam às proteínas em nossos corpos, da mesma forma que as espaçonaves se encaixam na Estação Espacial Internacional. Descrever esse processo em detalhes pode revelar muito sobre como os medicamentos funcionam – e qual a forma que os novos medicamentos devem tomar.
Pesquisadores da West Virginia University mapearam a estrutura cristalina de uma proteína que reside em nossas células e determinaram – pela primeira vez – como uma droga se encaixa nela. Os resultados aparecem em Communications Chemistry, uma revista de pesquisa da Nature.
O estudo – financiado pelo West Virginia Clinical e Translational Science Institute – centrava-se em uma proteína chamada “mitoNEET”. O MitoNEET habita a membrana externa de nossas mitocôndrias, que agem como usinas de força que energizam nossas células.
“O MitoNEET é um novo alvo terapêutico para doenças de base metabólica e pode levar a tratamentos modificadores de doenças para a doença de Alzheimer e derrame”, disse Werner Geldenhuys, professor associado da Escola de Farmácia e Faculdade de Medicina. Ele e seus colegas – incluindo Aaron Robart, professor assistente na Escola de Medicina da WVU, John Hollander, reitor assistente de programas profissionais na Faculdade de Medicina da WVU, e Timothy Long, professor associado da Faculdade de Farmácia da Universidade Marshall – o projeto.
“Esta proteína tem sido implicada em muitas doenças que são muito difíceis de resolver: coisas como diabetes, derrame, doenças cardíacas”, disse Robart. “Nós na verdade não sabemos o que a proteína faz ainda, mas ela fica na proximidade da casa de força da célula, e todas essas doenças têm um tema de fluxo de energia para elas.”
Para explorar o papel que o mitoNEET desempenha em nossos processos energéticos, os pesquisadores isolaram o mitoNEET tanto da superexpressão bacteriana quanto dos modelos animais. Em seguida, eles sintetizaram 11 moléculas semelhantes à furosemida – um diurético comum vendido sob a marca LASIX – e expuseram o mitonett a elas.
Depois das moléculas ligadas ao mitoNEET, os pesquisadores construíram mapas átomo por átomo dos pares. Eles controlaram remotamente a Fonte de Fótons Avançados do Argonne National Laboratory – que bombardeia amostras com raios-X ultrabrilhantes e de alta energia – para revelar precisamente como as moléculas se juntaram.
A equipe descobriu que as moléculas se encaixavam em um grupo de átomos de ferro e enxofre que formavam parte da proteína. Raisa Nuñez, uma estudante de graduação que participa do Programa de Aprendizagem em Pesquisa, coletou dados estruturais preliminares. “Isso destaca que descobertas científicas significativas podem ocorrer em qualquer nível de carreira”, disse Robart.
“Essas descobertas são importantes, pois nos permitem continuar a entender o papel desempenhado pelas mitocôndrias e bioenergética em muitos estados de doença”, disse Hollander. “A modulação da função mitocondrial através de terapias direcionadas pode ser um caminho crítico de descoberta de drogas”.
Entender a função celular do mitoNEET poderia melhorar o desempenho de drogas que atuam alterando a atividade da proteína. Por exemplo, adicionar um grupo de oxigênio extra à estrutura molecular de uma droga poderia estreitar drasticamente sua ligação ao mitoNET e eliminar a ligação não intencional a outras proteínas celulares.
O resultado potencial para pacientes que tomam a droga? Melhor alívio dos sintomas.
“O sucesso deste projeto realmente ilustra como abordagens consideradas ciência básica podem fornecer uma visão considerável dos problemas clínicos”, disse Michael Schaller, que preside o Departamento de Bioquímica da Faculdade de Medicina. “Isso também demonstra o poder de lidar com problemas como equipes formadas por membros com conhecimentos muito diferentes”.
Publicado em 07/07/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-07-crystals-advance-treatments-diabetes-dementia.html
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