Os sensores recentemente desenvolvidos da bioluminescência pavimentam a maneira para a descoberta da droga

Os pesquisadores canadenses, trabalhando em parceria com colegas brasileiros, desenvolveram 13 sensores da bioluminescência para o uso em testar a eficácia de drogas médicas novas no laboratório.

O estudo, publicado na sinalização da ciência do jornal, pavimenta a maneira para que as drogas novas sejam testadas e caracterizaas. Os biosensors são baseados na acção dos receptors proteína-acoplados G (GPCRs), que são proteínas do membrana-limite envolvidas em uma comunicação entre pilhas.

Os pesquisadores não escolheram estudar GPCRs por acaso. Entre um terço e metade de todas as drogas no mercado são calculados actualmente para visar estes receptors.

“Estas proteínas são alvos das drogas usadas para tratar um vasto leque das desordens e das doenças, incluindo a alergia, a dor, a hipertensão e o diabetes, entre outros. Os biosensors novos são esperados ser relevantes à descoberta e revelação de drogas novas para o tratamento de ainda mais doenças,” disse a Costela-Neto de Claudio Miguel a Dinamarca, um professor na bioquímica e no departamento da imunologia da universidade da Faculdade de Medicina do Ribeirão Preto de São Paulo (FMRP-USP) em Brasil e de um dos autores do artigo.

A Costela-Neto explicou que até há alguns anos atrás, in vitro os testes usados na revelação nova da droga - executada antes dos ensaios clínicos nos modelos e nos seres humanos animais - mostrada somente se o composto activou ou obstruiu uma resposta celular dada.

“Arriscar uma analogia, até estes testes foi executado há alguns anos atrás como se havia uma lâmpada que poderia ser de ligar/desligar comutado,” ele disse. “Nós temos encontrado recentemente possível analisar os caminhos diferentes que podem ser activados por um receptor e ao que extensão um caminho de sinalização dado é activado. Assim é já não apenas uma matéria de um interruptor de ligar/desligar. É como se nós tivemos uma sala com diversas luzes do diodo emissor de luz ou um redutor, e poderia dizer quantos caminhos foram activados, qual, e sobretudo como os caminhos foram activados ou obstruídos. Nossos biosensors, e outro que estão sendo desenvolvidos por outros grupos, dão uma resposta mais completa, um perfil da sinalização, como se era.”

O estudo descreve como os pesquisadores desenvolvidos, validados e usados uma série de transferência de energia da ressonância da bioluminescência (BRET) - biosensors baseados para medir os caminhos intracelulares diferentes da sinalização e para detectar a acção dos fármacos em pilhas cultivadas. A sinalização conecta resultar das interacções entre GPCRs e suas ligantes (incluindo hormonas e neurotransmissor) controle um vasto leque dos processos nas pilhas, fazendo lhes os alvos chaves para a descoberta nova da droga.

A equipe internacional dos pesquisadores usou técnicas da genética e da biologia molecular para adicionar enzimas fluorescentes e luminescentes (tais como o luciferase, a substância fotogénica encontrada nos fulgor-sem-fins) às ligantes de GPCR.

“Quando um destes receptors está activado por uma droga e a proteína dentro da pilha interage com o receptor, claro emissor pelo luciferase está transferido à proteína fluorescente e activa-a. Desse modo, nós podemos exactamente medir níveis diferentes da acção de uma droga,” Costela-Neto disse.

O estudo resultou de uma parceria larga entre os pesquisadores afiliado com FMRP-USP e universidade de Canadá de Montreal e de universidade de McGill. Foi apoiado por FAPESP através de um projecto temático, de um projecto selecionado em um atendimento emitido por pesquisadores de São Paulo na colaboração internacional (SPRINT), de uma bolsa de estudos da pesquisa concedida no exterior ao pesquisador pos-doctoral Larissa de Bortoli, e de uma bolsa de estudos doutoral concedida a Sarah Capelupe Simões, assim como à escola de São Paulo de março de 2018 de ciência avançada em medicinas: do alvo ao mercado.

Validação

Os 13 biosensors foram testados em dúzias das drogas e em diversos receptors que simularam polimorfismo, alguns do mutante de que são associados com as doenças genéticas.

“Para validar tais ferramentas importantes para a descoberta de drogas novas, os biosensors foram testados em ligantes e nos receptors diferentes do mutante. O objetivo era mostrar que é possível detectar um teste padrão de sinalização distinto não somente quando uma droga diferente é usada mas igualmente quando o receptor é mudado,” Costela-Neto disse.

De acordo com os pesquisadores, o estudo representa um avanço na compreensão do mecanismo de sinalização refinado, devido ao número de biosensors desenvolvidos e à técnica usada na pesquisa.

Os “mecanismos como estes tinham sido descritos já, mas nós avançamos significativamente nossa compreensão deles. Por este motivo, nós acreditamos que os biosensors novos terão um impacto principal na revelação nova da droga,” Costela-Neto disse.

“Além do que a importância de GPCRs como um alvo, um outro ponto é que os biosensors estiveram validados extensivamente. Nós mostramos que trabalham, respondemos bem e somos altamente confiáveis para a caracterização destes caminhos da sinalização.”

Além do que a precisão das ferramentas tornaram-se, faculdade criadora destacada Costela-Neto como uma característica chave do estudo. “Desenvolver proteínas com genética envolve muito conhecimento e faculdade criadora,” disse. “Alguns destes biosensors são “Frankensteins verídico”, fabricado emendando junto várias partes estruturais de proteínas diferentes. Era um estudo altamente criativo.”