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Proteínas VRK como alvo terapêutico

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A revista Scientific Reports, do grupo Nature, publicou em sua edição do dia dezessete de agosto de 2017, um estudo apresentando as primeiras estruturas cristalinas de domínios de proteínas quinases de VRK1, assim como para ligantes de VRK1 e VRK2. Essas duas proteínas conhecidas como quinases relacionadas à Vaccinia – um vírus – (da sigla em inglês VRK), são sintetizadas pelo organismo humano e estão associadas à diversos processos celulares, e à diferentes tipos de tumores.

Nesse artigo, a equipe de pesquisadores descreve as três VRK produzidas pelas células humanas, a VRK1 – uma quinase nuclear responsável pelo controle do ciclo celular, na condensação da cromatina e na regulação da transcrição –, a VRK2 – uma proteína ativa que apresenta duas formas de emparelhamento alternativos, localizadas cada uma delas em diferentes locais das células e a VRK3, que pode se ligar e ativar a fosfatase VHR, responsável pela inibição da via de sinalização ERK.

As proteínas quinases (PTK) são enzimas que regulam a atividade biológica das proteínas por meio da fosforilação de aminoácidos específicos com ATP, como fonte de fosfato, induzindo assim a uma mudança conformacional de uma proteína, da forma inativa, para a forma ativa.

Em entrevista à Agência Fapesp, o pesquisador da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e primeiro autor do artigo, Rafael Couñago, comentou que a literatura científica   indica que a VRK1 e a VRK2 são encontradas em quantidades mais elevadas nas células malignas do que nas normais, no entanto, sua função exata ainda não é conhecida.

De acordo com Couñago, outros grupos de cientistas desenvolveram pesquisas mostrando que, quando o nível dessas proteínas é reduzido artificialmente em laboratório – por exemplo, usando o método do RNA de interferência –, o ciclo celular ocorre de maneira anômala.

Outro fator importante citado pelo pesquisador foi o de que, apesar de não se saber exatamente o papel das VRK no organismo, sua ação parece ser muito importante, pois sua superexpressão está relacionada com diferentes tipos de tumores, sendo assim, a equipe de cientistas envolvida no estudo, decidiu fazer a caracterização da VRK1 e 2 para, no futuro, desenvolver moléculas capazes de inibir seletivamente a ação dessas quinases – as chamadas sondas químicas.

Segundo o pesquisador, a partir da obtenção dessas sondas será possível usar essa ferramenta para inibir a ação da VRK em modelos de câncer e em condições de confirmar se a inibição destas proteínas irá afetar as células tumorais, validando assim, as enzimas como alvo terapêutico.

A partir da triagem de duas bibliotecas de compostos inibidores comercialmente disponíveis, a PKIS - (da sigla em inglês, Published Kinase Inhibitor Set ) – e a outra contendo inibidores de proteínas quinases que já passaram por ensaios clínicos e possuem atividade biológica conhecida, contendo cada uma, aproximadamente 400 moléculas inibidoras de quinases, a equipe selecionou de cada biblioteca a molécula que revelou a maior capacidade de ligação com as quinases-alvo.

Usando a high-throughput screening – triagem automatizada em larga escala –, o grupo varreu as duas bibliotecas em busca de uma ideia inicial para desenvolver uma sonda própria, chamando atenção o fato de terem sido encontrados poucos inibidores capazes de se ligar à VRK1 e à VRK2, contou Couñago à Agência Fapesp. Os complexos formados pelos inibidores e pelas proteínas foram então cristalizados para que sua estrutura tridimensional pudesse ser mapeada por meio de cristalografia de raios X.

Essas informações foram úteis para que a equipe de cientistas de Inovação Radical de uma multinacional farmacêutica, liderada pelo seu diretor, Cristiano Guimarães, envolvida no projeto e responsável pela análise estrutural, modelagem molecular e design de novos compostos, finalizasse o design e a síntese de 97 moléculas, que foram testadas in vitro contra a quinase VRK1.

Outros parâmetros analisados foram a atividade da molécula, ou seja, sua capacidade de inibição, importante para considerá-la uma sonda química e a sua seletividade. De acordo com Azevedo, em entrevista à Agência Fapesp, o próximo passo será o de avaliar se a molécula desenvolvida por eles, também consegue inibir a ação da VRK1 no contexto celular, que é mais complexo do que interagir apenas com a proteína in vitro.

02/03/2018
Arlei Maturano - Equipe Biotec AHG
 

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