Farmacêutico News - Criados “mini-anticorpos” a partir da estrutura da proteína alvo

Foram recentemente desenvolvidos por investigadores "mini-anticorpos", através de um software que prevê o folding de proteínas com potencial para combater doenças desde o cancro à COVID-19. O software também tem potencial para permitir conceber sondas de deteção precoce de doenças. Os anticorpos são proteínas de grandes dimensões, o que lhes permitem ligar-se fracamente a muitos pontos simultaneamente e, coletivamente, manterem-se firmes a um alvo, tornando-os excelentes no combate a infeções e ao cancro. Porém, a grande dimensão das proteínas que constituem os anticorpos encarecem e destabilizam a sua produção. Por este motivo, os investigadores têm trabalhado em versões reduzidas destes ligantes, que são mais baratos e muitas vezes mais estáveis, mas também mais difíceis de ligar a alvos específicos. Contudo, uma vez que as mini-proteínas apresentam menos opções de ligações os investigadores têm tentado ultrapassar esta limitação a identificando hotspots de ligações fortes nas proteínas e construir mini-proteínas a partir daí. No entanto, isso só funciona para alguns alvos suficientemente estudados para que os seus hotspots tenham sido identificados. Adicionalmente, o design de proteínas que se ligam a um local específico na superfície de uma proteína-alvo sem utilizar qualquer outra informação para além da estrutura tridimensional do alvo continua a ser um desafio extraordinário. Para contornar este problema foi explorado o amplo espaço de ligações possíveis a uma região selecionada de uma superfície proteica, e depois aprofundada a pesquisa nas proximidades de ligações mais promissoras. Para contornar este problema, os investigadores conceberam um software para prever estruturas proteicas com base na sua sequência de aminoácidos, o Rosetta. Para criar um mapa de potenciais pontos de ligação, a equipa instruiu o programa para calcular primeiro a afinidade de ligação aminoácidos específicos a diferentes pontos da superfície de uma proteína alvo. O software procurou então identificar clusters de pontos de ligação vizinhos e determinou como construir uma mini-proteína estável que estabelecesse o maior número possível de ligação nos pontos do cluster. Os investigadores utilizaram o software para construir dezenas de milhares de mini-proteínas virtuais e compararam a sua ligação calculada. Os investigadores testaram a sua estratégia em 12 proteínas-alvo, incluindo proteínas envolvidas no cancro e proteínas nas superfícies de vírus como o vírus da gripe e o SARS-CoV-2. Por meio de leveduras geneticamente modificadas, tornaram as mini-proteínas virtuais em reais e foram ainda introduzidas algumas modificações que permitiram a afinidade de ligação destas proteínas. Assim, para cada um dos seus 12 alvos, os investigadores criaram mini-proteínas que se ligam tão fortemente, se não mais, do que a maioria dos anticorpos. Segundo os investigadores, muitos dos alvos pretendidos estão envolvidos na fisiopatologia de doenças, pelo que as mini-proteínas mostram potencial como medicamentos. Em julho de 2021, por exemplo, os investigadores produziram mini-proteínas que se ligam e neutralizam a proteína spike do vírus SARS-CoV-2. De seguida, os compostos mostraram ser capazes de proteger ratos geneticamente modificados para expressar uma versão humana da proteína a que o vírus se liga, o recetor ACE II. Segundo um coautor do software, será possível conceber proteínas capazes de se ligarem a qualquer alvo. Assim, as mini-proteínas (Cao L, et al.nature.2022) poderão não só bloquear as proteínas envolvidas na fisiopatologia, mas também dirigir cargas tóxicas para tecidos cancerosos, ou transportar moléculas emissoras de luz ou moléculas de diagnóstico radioativas para células cancerígenas ou outras doenças, para indicar o progresso do tratamento. Ficou assim demonstrado o potencial e a ampla aplicabilidade do design de novo de proteínas de ligação a 12 alvos proteicos diversos com formas e propriedades de superfície muito diferentes.