A busca por inibidores para combater o câncer e doenças negligenciadas

proteinas-cinases-inibidora-cancerA chave para o desenvolvimento de fármacos que visam ao combate a certos tipos de câncer e doenças tropicais negligenciadas – como Chagas e leishmaniose – pode estar no estudo molecular e estrutural de uma família de proteínas-cinases chamada Nek, envolvidas na progressão do ciclo celular.


O projeto de pesquisa "SMOLBnet 2.0: Estudos funcionais e estruturais de proteína-cinases envolvidas em câncer e doenças negligenciadas, visando ao desenvolvimento de novos inibidores", selecionado na chamada da Rede de Biologia Estrutural em Tópicos Avançados de Ciências da Vida – SMOLBnet 2.0, estuda as interações atômicas entre potenciais inibidores e as Nek cinases, para desenvolver fármacos capazes de impedir a oncogênese e o avanço de doenças causadas por parasitas como o Trypanossoma cruzi e Leishmania ssp.

O objetivo da rede SMOLBnet, um programa da FAPESP, é promover parcerias entre grupos de pesquisa que tenham experiência em resolução de estrutura de macromoléculas por cristalografia com raios X ou ressonância magnética nuclear (RMN) e grupos de pesquisa de área molecular que desenvolvem projetos competitivos de alto impacto em sistemas biológicos complexos.

A fase inicial do projeto, coordenada por Jörg Kobarg, professor credenciado nos programas de pós-graduação em Biologia Funcional e Molecular e em Genética e Biologia Molecular da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e pesquisador do Laboratório Nacional de Biociências (LNBio), envolveu a caracterização do interactoma – redes de interações de componentes celulares – das Neks.

Pouco exploradas, as Neks são o foco da pesquisa. Estudos demonstraram que essas cinases têm sua expressão ou atividade alteradas em alguns tipos de câncer como, por exemplo, o gástrico.

A Nek6 em especial – uma das 11 proteínas da família de Neks identificadas em humanos –, chama a atenção. Segundo Kobarg, o atrativo dessa cinase está na capacidade de interagir com diversas proteínas – foram identificadas cerca de 60 –, formando uma rede no centro da qual ela se encontra.

"Geralmente, uma proteína interage com poucas proteínas na célula para desempenhar sua função. Mas, devido ao seu papel central na rede de interações, a Nek6 é um alvo promissor para inibição", disse o cientista à Agência FAPESP.

A interação funcional com as demais proteínas ocorre por meio de um processo chamado fosforilação. Nele, a Nek6 adiciona um grupo fosfato (PO4) à outra proteína, alterando a sua função. "Esse é um evento fundamental, uma vez que age como um disjuntor molecular. A proteína substrato, muitas vezes, é ativada com a fosforilação", explicou.

Quando a proteína cinase é ativada ou expressa de forma excessiva, pode desregular a célula, fazendo com que cresça de forma desordenada, característica comum às células cancerígenas.

"Com a inibição da atividade da Nek6, esperamos poder provocar a morte celular ou interromper o avanço dessa proteína durante o ciclo celular, visando impedir o desenvolvimento do câncer", apontou Kobarg.

Na busca de potenciais inibidores são realizados bioensaios de triagem em larga escala, nos quais são possíveis observar a atividade enzimática da cinase diante de uma série de compostos de origens diversas (comerciais, sintéticos e produtos naturais).

Inibidores seletivos

Com base no estudo do funcionamento biológico das cinases e da família das Neks humanas, realizado por Kobarg e colegas, o grupo coordenado por Mário Tyago Murakami, professor credenciado nos programas de pós-graduação em Biologia Funcional e Molecular e em Genética e Biologia Molecular da Unicamp e pesquisador do LNBio, estuda a atividade de proteínas similares em Trypanossoma cruzi e Leishmania ssp, como potenciais alvos para o desenvolvimento de fármacos.

"O objetivo é integrar e trocar conhecimentos, com os quais é possível entender o papel biológico dessas enzimas e elucidar suas estruturas tridimensionais. As informações geradas são essenciais para a compreensão da biologia do parasita e o desenvolvimento de novas terapias", destacou Murakami.

"A ideia do estudo é identificar inibidores seletivos, que deverão agir somente no parasita. Isso é um desafio, pois o fármaco utilizado para eliminar o parasita também pode ter efeitos colaterais em humanos", disse.

O cientista explica que os seres vivos, em geral, possuem moléculas ortólogas, ou seja, com as mesmas funções no organismo. Isso quer dizer que proteínas consideradas essenciais para a sobrevivência do parasita podem ter função similar no corpo humano.

Para tentar elucidar o mecanismo de inibição de compostos nas cinases dos protozoários, além de decifrar a estrutura da proteína (tanto a humana como a dos parasitas), no processo são empregadas as técnicas de difração de raios X de monocristais, espectroscopia de fluorescência, dicroísmo circular, calorimetria, RMN e espalhamento de raios X a baixos ângulos.

"As cinases são proteínas desafiadoras, pois são muito flexíveis e modulares. E isso dificulta a obtenção de cristais", disse.

Na mesma etapa do estudo, Murakami e seus colegas também realizaram uma varredura com uma biblioteca de inibidores específicos para cinases. Esse processo permitiu a identificação de moléculas promissoras, capazes de bloquear seletivamente a proteína do parasita da leishmaniose e mantendo o funcionamento da ortóloga humana.

"Com base nesses dados, atualmente trabalhamos com um nucleosídeo difosfato cinase de Leishmania. Além disso, obtivemos a estrutura dessa proteína, o que possibilitou iniciar o mapeamento do sítio ativo dessa cinase e fazer análises comparativas com a similar humana", explicou.

Essa cinase é considerada importante para a invasão do parasita. Ao ser secretada pelo protozoário, ela intermedia as interações entre o hospedeiro e o parasita, atuando na regulação do nível de ATP na célula hospedeira e prolongando sua meia-vida. "A inibição dessa proteína tem potencial de atenuar a disseminação e o desenvolvimento do parasita no corpo humano", disse.

Embora sejam dados preliminares, a boa notícia também está relacionada à busca de inibidores para o protozoário T. cruzi. Segundo Murakami, tanto o parasita da doença de Chagas como o da leishmaniose demonstraram perfis parecidos de inibição. "Ao utilizarmos a estratégia de screening, ambos se comportaram de forma análoga", disse.

O próximo passo da pesquisa, explicou Murakami, é a realização de testes in vivo, para compreender o funcionamento da molécula inibidora em condições fisiológicas. Essa etapa ocorrerá em parceria com a Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz).


Fonte:
Texto: Mônica Pileggi - Agência FAPESP
Imagem: Agência FAPESP