Uma nova tecnologia pode reconhecer recursos específicos na superfície celular (ilustração na foto) e sintetizar proteínas personalizadas de acordo.Crédito: SingleCell Animation LLC/Biblioteca de Foto de Ciência
Os cientistas criaram uma ferramenta que fabrica proteínas de trabalho diretamente nas superfícies de células específicas, visando várias características moleculares de uma só vez – uma abordagem que poderia um dia produzir terapêutica em locais no corpo, onde são mais necessários.
O sistema inteligente (atuação modulada por splicing no reconhecimento dos alvos) constrói proteínas projetadas para reconhecer marcadores específicos nas superfícies celulares, como certas combinações de antígenos-moléculas que desencadeiam respostas imunes. Ele alcança isso através da ligação, ou união, dois fragmentos de proteína inativos – cada um direcionando um antígeno separado – para formar uma proteína funcional, que pode permanecer amarrada à célula na qual ela foi criada ou liberada no ambiente circundante. O método foi descrito em um estudo publicado em 30 de julho em Natureza1.
Os recursos do sistema são “atraentes”, diz Gevorg Grigoryan, um biólogo computacional que co-fundou a Generate Biomedicines, uma empresa de terapêutica em Cambridge, Massachusetts. A técnica tem “ampla relevância entre diagnósticos, engenharia celular e terapêutica”, acrescenta ele.
Durante anos, os pesquisadores têm experimentado maneiras de atingir proteínas de designers para células específicas. Embora muitas ferramentas possam recrutar proteínas relevantes para a superfície celular, por exemplo, usando anticorpos, poucos podem gerar moléculas no local, diz o co-autor do estudo Tom Muir, um biólogo químico da Universidade de Princeton em Nova Jersey. Nem esses sistemas podem liberar proteínas sintetizadas no ambiente extracelular, acrescenta ele.
Para superar esse obstáculo, Muir e sua equipe começaram aprimorando uma proteína ‘Superclue’ existente, chamada Spycatcher003, para que criasse uma proteína designada, dependendo das superfícies celulares que encontrou.
Proteínas de mudança de forma
Os segredos das habilidades de mudança de forma da Smart são ‘Intenas Intenas’-segmentos de proteínas curtos e não funcionais que, quando combinados, podem se consagrar de uma proteína. Quando o sistema se conecta a dois alvos específicos na mesma célula, os intensinos se apagam e encaixam os fragmentos restantes para criar uma molécula de trabalho. “Isso meio que cospe essa nova proteína que é funcional do outro lado”, explica Muir.
Os pesquisadores programaram seu sistema para atingir dois antígenos da superfície celular chamados HER2 e EGFR, que desempenham um papel no crescimento e divisão celular. Quando eles soltaram o Smart nas células da leucemia humana K562 e adicionaram o alvo Spycatcher, SpyTag003, acoplado a um corante fluorescente, produziu um sinal fluorescente – mas apenas quando reagiu com células que expressam ambos os antígenos, não aqueles com apenas um ou nenhum. Esse resultado confirmou que o sistema poderia distinguir entre células -alvo e outras pessoas com base nas condições que a equipe atribuiu.
Muir e seus colegas então se adaptaram a Smart para atingir uma proteína de adesão celular chamada EPCAM. Eles introduziram esse novo design nas células que expressaram diferentes níveis de EPCAM, HER2 e EGFR. Mais uma vez, o sistema poderia atingir e reagir apenas com células que expressaram as combinações corretas de proteínas – por exemplo, EpCAM e HER2, mas não EGFR. A equipe também pode ajustar o sistema para produzir diferentes quantidades de suas proteínas fabricadas, o que significa que os usuários podem controlar seus níveis de saída.
