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Novo método permite que proteínas possam se ligar de modo estável a molécula de droga ou biomarcadores e pode melhorar tratamentos contra o câncer

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ETH Zurique | Instituto Federal de Tecnologia de Zurique

Data

segunda-feira, 26 setembro 2022 15:45

Áreas

Biologia. Biomarcadores. Biomedicina. Bioquímica. Biotecnologia. Desenvolvimento de Fármacos. Farmacologia. Imunologia. Indústria Farmacêutica. Medicina de Precisão. Microbiologia. Oncologia. Química Medicinal. Saúde Pública.

Em um laboratório aparentemente comum do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETH Zurique), na Suíça, o estudante de doutorado Daniel Richter, um jovem de 24 anos de Liechtenstein, está ocupado trabalhando em um processo bioquímico que a instituição destacou como a invenção com patente pendente mais promissora do ano passado.

Ao lado de Richter, o pós-doutorando Dr. Edgars Lakis e o Dr. Jörn Piel, professor do Instituto de Microbiologia do ETH Zurique, também estão trabalhando no método. Com sua invenção, os três pesquisadores esperam não apenas expandir consideravelmente as ‘ferramentas’ da indústria farmacêutica, mas também ajudar no avanço de terapias contra o câncer mais eficazes. Mas primeiro eles têm vários obstáculos a superar antes que seus objetivos possam ser alcançados.

Medicamentos que visem o câncer de forma mais eficaz

O câncer continua sendo a causa mais comum de morte prematura em muitos países ocidentais. Os tratamentos geralmente tomam a forma de quimioterapia, que usa drogas para inibir o crescimento de células tumorais.

Infelizmente, porém, essas substâncias não só têm efeitos sobre o tumor: elas também atacam células saudáveis. Usar a dosagem mais alta possível para destruir completamente as células cancerígenas geralmente não é uma opção, pois também danificaria muitas células saudáveis.

É aí que entra o novo método desenvolvido pelos pesquisadores: “Queremos equipar os agentes anticancerígenos com anticorpos específicos que lhes permitam atacar apenas as células tumorais. Isso permitiria que os medicamentos fossem administrados em doses mais altas, reduzindo os efeitos colaterais, que na pior das hipóteses podem levar à descontinuação da terapia”, disse Daniel Richter.

Pesquisa fundamental para uma nova enzima

O maior desafio para a produção dessas substâncias conjugadas é que a molécula da droga pode se desprender no lugar errado antes de atingir o tumor. Os pesquisadores, portanto, precisam encontrar a ligação mais estável possível que libere o agente tóxico somente após entrar na célula tumoral. Até o momento, nenhuma das terapias de anticorpos existentes conseguiu resolver totalmente esse problema.

Com isso em mente, Richter e seus colegas voltaram sua atenção para uma enzima que se diz forjar uma ligação excepcionalmente única e estável entre o anticorpo e a molécula da droga. Para entender esse mecanismo, temos que dar um passo atrás: voltar à pesquisa fundamental realizada pelo grupo de pesquisa Bacterial Natural Products, liderado pelo professor Jörn Piel.

O Dr. Jörn Piel e sua equipe investigam bactérias para encontrar enzimas que desencadeiam novas reações químicas. Um dia, o Dr. Brandon Morinaka – um ex-pós-doutorando no grupo de Piel que agora trabalha como professor na Universidade Nacional de Singapura – fez uma descoberta ao examinar cianobactérias: ele se deparou com uma enzima que transforma proteínas de uma maneira nunca vista antes. Uma descoberta notável para o pesquisador da ETH Zurique, mas que ainda não tinha nenhuma aplicação específica.

Proteínas fluorescentes

Os pesquisadores demonstraram o potencial do método para aplicações farmacêuticas usando primeiro a enzima para modificar uma proteína em uma bactéria e depois ligando a contraparte a uma molécula fluorescente. Ao examinar a bactéria sob o microscópio de fluorescência, as proteínas modificadas brilhavam em verde na tela.

A análise subsequente mostrou que o corante se liga apenas às proteínas que reagem com a enzima. O que há de especial nesse método é que a ligação é extremamente específica e estável e também pode ser usada no futuro para localizar células cancerígenas. “A vantagem do nosso método é que ele nos permite visualizar células tumorais no corpo do paciente sem a necessidade de uma amostra de tecido”, disse Daniel Richter.

Possíveis aplicações na indústria farmacêutica

Isso abre caminho para testar o processo de vários estágios para a fabricação de conjugados anticorpo-droga e como parte do diagnóstico clínico. “Nosso método teoricamente pode ser usado para vincular qualquer proteína a um agente ativo ou biomarcador”, disse o doutorando.

No futuro próximo, os pesquisadores pretendem aplicar o processo a proteínas retiradas de células humanas ou animais. Caso esses testes sejam bem-sucedidos, o método pode ser aplicado a anticorpos específicos para câncer.

Para o jovem pesquisador, uma coisa é certa: ele deve registrar ainda mais horas em seu laboratório no campus Hönggerberg da ETH Zurique enquanto continua adaptando seu método. Mas Richter não se deixa intimidar pelo tempo e esforço substanciais que estão por vir: “Estou otimista de que nosso método abrirá caminho para terapias de câncer mais acessíveis, mais específicas e com menos efeitos colaterais”.

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

Fonte: Christoph Elhardt, ETH Zurique. Imagem: Reprodução, ETH Zurique.

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