Foi descoberta uma proteína anteriormente desconhecida em uma família de bactérias encontradas no solo e no microbioma intestinal humano – o que poderia ajudar a administração de medicamentos no tratamento do câncer.
Em um artigo publicado em PnasPesquisadores do King’s Faculty London e da Universidade de Washington descrevem a estrutura 3D exclusiva dessa proteína, que agora está sendo usada para desenvolver sistemas de administração de medicamentos para câncer que podem direcionar medicamentos para locais de tumores.
A proteína bacteriana identificada pela equipe, que eles chamaram de cerveja, tem uma função semelhante à actina – a proteína mais abundante na maioria das células humanas. Na presença de um produto químico chamado ATP, as moléculas de actina podem se unir em cadeias espirais longas conhecidas como filamentos. Os filamentos ficam na membrana externa das células e têm muitas funções importantes, incluindo as células ajudando a manter sua forma, dividir e se mover. A actina também pode quebrar o ATP, o que desencadeia os filamentos a desmontar.
As bactérias têm proteínas semelhantes à actina que formam filamentos na presença de ATP e ajudam a controlar a forma e a divisão celular. Mas ao estudar cerveja, os pesquisadores descobriram uma diferença impressionante para outras proteínas bacterianas semelhantes a actina-sua estrutura.
O Dr. Julien Bergeron, professor sênior do Centro Randall de Biofísica Cell & Molecular no King’s Faculty London, que liderou a pesquisa, disse: “Usamos dados de metagenômicos-sequenciamento extenso de genomas bacterianos do meio ambiente-para identificar uma proteína de actina anteriormente desconhecida em uma família de bactérias conhecidas como como Verrucomicrobiota.
“Usando os microscópios crio-eletrônicos mais avançados, conseguimos determinar a estrutura atômica dessa proteína, demonstrando que, em vez de um filamento, ele forma um tubo rígido, com uma cavidade oca em seu centro. Isso é surpreendentemente diferente de actina ou qualquer um de seus outros colegas bacterianos”.
O Dr. Bergeron descobriu a proteína quando period pesquisador de pós -doutorado na Escola de Medicina da Universidade de Washington em Seattle, no laboratório do professor Justin Kollman, autor sênior do artigo. Mas, na época, eles não conseguiram resolver a estrutura da proteína.
Depois de se mudar para King e estudar a proteína usando técnicas avançadas de imagem, o Dr. Bergeron-com a ajuda dos membros do grupo de laboratório Shamar Lale-Farjat, Hanna Lewicka e Chloe Parry-descobriram que, na presença de ATP, a cerveja se reúne em três estandes que formam uma estrutura tubular oca.
“Neste momento, não sabemos a função da cerveja”, acrescenta o Dr. Bergeron. “No entanto, a identificação de uma proteína do tipo actina que formava uma estrutura tubular transforma nossa compreensão da evolução dessa família criticamente importante de proteínas”.
Através de sua empresa de rotação, prosemble, o Dr. Bergeron agora está trabalhando para explorar a estrutura única dos tubos de cerveja ocos para criar nanopartículas de proteínas para a entrega alvo de medicamentos anticâncer aos locais de tumor. Atualmente, a equipe está testando a abordagem nos modelos de câncer de mama pré-clínicos.
“Não são apenas as estruturas de cerveja tubulares, mas também têm uma cavidade no centro que é grande o suficiente para conter moléculas de drogas. Como podemos controlar facilmente a montagem e a desmontagem do tubo com o ATP, mas também nos fornece um método simples para entregar e liberar os medicamentos no native desejado”, diz o Dr. Bergeron.
O trabalho foi financiado pelo Conselho de Pesquisa de Biotecnologia e Ciências Biológicas, Programa de Ciência da Fronteira Humana e Instituto Nacional de Ciências Médicas Gerais dos Institutos Nacionais de Saúde.
