Cientistas da Universidade de Warwick desvendaram como bactérias conseguem produzir múltiplas versões de potentes medicamentos contra o câncer, o que pode levar ao desenvolvimento de uma nova geração de terapias mais direcionadas. O estudo, publicado na revista Nature Communications, revela um sistema natural que pode facilitar a engenharia de novos tratamentos inspirados na natureza.

Por anos, a comunidade científica buscou aproveitar enzimas bacterianas para criar variantes de medicamentos por meio de um processo conhecido como biossíntese combinatória. Entretanto, o avanço nesse campo foi limitado pela falta de entendimento sobre a coordenação entre as enzimas envolvidas.

Descoberta das conexões moleculares

A pesquisa identificou que pequenas regiões moleculares, chamadas de 'domínios de acoplamento', atuam como conectores entre a maquinaria central de construção de medicamentos e as enzimas responsáveis pela adição de diferentes componentes. Esses domínios compartilham um ponto de conexão conservado, permitindo interações com múltiplos parceiros enzimáticos. Essa flexibilidade explica como as bactérias conseguem criar uma variedade de moléculas relacionadas, mantendo a precisão necessária para a eficácia dos compostos.

O estudo também investiga a evolução desses sistemas naturais de produção de medicamentos. Os pesquisadores sugerem que o novo composto identificado provavelmente se originou de uma via de produção de medicamentos relacionada, por meio de duplicação e recombinação gênica ao longo do tempo.

Implicações para o desenvolvimento de novos tratamentos

A investigação foca em uma classe de medicamentos anticâncer conhecidos como inibidores de HDAC, que bloqueiam enzimas chamadas de desacetilases de histona, regulando quais genes são ativados ou desativados nas células. O Romidepsin (Istodax), um inibidor de HDAC aprovado pelo FDA, é utilizado no tratamento de linfomas de células T.

Outro composto químico relacionado, o FR-901375, é conhecido há décadas, mas sua via biológica de produção em bactérias nunca havia sido identificada, e este estudo preenche essa lacuna. Assim como outros inibidores de HDAC, o FR-901375 pertence a um grupo de moléculas cíclicas complexas conhecidas como depsipeptídeos.

Os pesquisadores utilizaram uma combinação de biologia estrutural, bioquímica, genética e modelagem computacional para desvendar o funcionamento desse sistema. Isso incluiu buscas bioinformáticas em bancos de dados públicos, experimentos de reconstituição in vitro, modelagem computacional para prever estruturas de complexos proteicos, entre outras técnicas.

O professor Greg Challis, do Monash Warwick Alliance, destaca que essa pesquisa fornece um modelo para reproduzir o que a natureza faz, mas de forma mais eficiente. O objetivo imediato é expandir a biblioteca de candidatos a novos medicamentos anticâncer, especialmente para tipos de câncer que carecem de tratamentos eficazes.