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‘Atlas’ de enzimas ajuda pesquisadores a decifrar vias celulares

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MIT | Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Data

terça-feira, 17 janeiro 2023 06:30

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Bioinformática. Biologia. Biomedicina. Bioquímica. Biotecnologia. Desenvolvimento de Fármacos. Farmacologia. Genética. Medicina de Precisão. Microbiologia. Oncologia. Proteômica.

Uma das classes mais importantes de enzimas humanas são as proteínas quinases – moléculas sinalizadoras que regulam quase todas as atividades celulares, incluindo crescimento, divisão celular e metabolismo. A disfunção nessas vias celulares pode levar a uma variedade de doenças, particularmente o câncer.

Identificar as proteínas quinases envolvidas na disfunção celular e no desenvolvimento do câncer pode render muitos novos alvos de drogas, mas para a grande maioria dessas quinases, os cientistas não têm uma imagem clara de quais vias celulares estão envolvidas ou quais são seus substratos.

“Temos muitos dados de sequenciamento para genomas de câncer, mas o que estamos perdendo é o estudo em larga escala da via de sinalização e dos estados de ativação da proteína quinase no câncer. Se tivéssemos essa informação, teríamos uma ideia muito melhor de como medicar determinados tumores”, disse o Dr. Michael Yaffe, que é professor e diretor do MIT Center for Precision Cancer Medicine, membro do Koch Institute for Integrative Cancer Research do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, e um dos autores seniores do novo estudo.

O professor Michael Yaffe e colegas pesquisadores criaram um atlas abrangente de mais de 300 proteínas quinases encontradas em células humanas e identificaram quais proteínas elas provavelmente visam e controlam. Esta informação pode ajudar cientistas a decifrar muitas vias de sinalização celular e ajudá-los a descobrir o que acontece com essas vias quando as células se tornam cancerosas ou são tratadas com medicamentos específicos.

O Dr. Lewis Cantley, professor de Biologia Celular na Escola Médica de Harvard e no Dana Farber Cancer Institute, e o Dr. Benjamin Turk, professor de Farmacologia na Escola de Medicina da Universidade Yale, também são autores seniores do artigo, publicado na revista científica Nature. Os principais autores do artigo são o Dr. Jared Johnson e o Dr. Tomer Yaron, pesquisadores do Weill Cornell Medical College.

Decodificando redes

O novo atlas de quinases pode ajudar os pesquisadores a identificar vias de sinalização que diferem entre células normais e cancerígenas, ou entre células cancerígenas tratadas e não tratadas, disse o professor Michael Yaffe: “Este atlas de quinases nos permite decodificar redes de sinalização. Podemos olhar para todos esses peptídeos fosforilados e mapeá-los de volta para uma quinase específica”, destacou o professor.

Para demonstrar essa abordagem, os pesquisadores analisaram células tratadas com uma droga anticancerígena que inibe uma quinase chamada Plk1, que regula a divisão celular. Quando analisaram a expressão de proteínas fosforiladas, descobriram que muitas das vias afetadas eram controladas pela Plk1, como esperavam. Para sua surpresa, eles também descobriram que esse tratamento aumentava a atividade de duas quinases envolvidas na resposta celular a danos no DNA.

O laboratório do professor Yaffe agora está interessado em usar este atlas para tentar encontrar outras vias de sinalização disfuncionais que impulsionam o desenvolvimento do câncer, particularmente em certos tipos de câncer para os quais nenhum condutor genético foi encontrado.

“Agora podemos usar a fosfoproteômica para dizer, talvez no tumor desse paciente, essas vias sejam reguladas positivamente ou sejam reguladas negativamente. É provável que sejam identificadas vias de sinalização que conduzem ao câncer em condições nas quais não seja óbvio dizer quais genéticas fazem isso”.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (em inglês).

Fonte: Anne Trafton, MIT News Office. Imagem: Christine Daniloff, MIT.

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