Un nou model de enzimă bacteriană ar putea accelera dezvoltarea tratamentelor pentru cancer
O echipă de cercetători de la Universitatea Warwick și Universitatea Monash a rezolvat o problemă care a stârnit confuzie în rândul dezvoltatorilor de medicamente timp de decenii: modul în care bacteriile creează în mod natural multiple versiuni ale unor terapii puternice împotriva cancerului. Această descoperire ar putea accelera dezvoltarea de noi tratamente pentru forme de cancer greu de tratat.
Utilizarea enzimelor bacteriene pentru a crea variante de medicamente, o strategie cunoscută sub numele de biosinteză combinatorială, a fost un obiectiv de mult timp pentru oameni de știință. Dar fără o înțelegere a modului în care aceste enzime interacționează, progresul a stagnat.
Publicat în Nature Communications, studiul echipei de cercetători a dezvăluit în cele din urmă cum enzimele bacteriene comunică și colaborează pentru a asambla o familie de compuși anticancerigeni. Această familie include Romidepsin (Istodax), un tratament aprobat clinic pentru cancerul de sânge. Prin înțelegerea acestui proces de „mixare și potrivire” și replicarea principiului în laborator, cercetătorii au stabilit o abordare pentru proiectarea de noi terapii.
„De decenii, știm că bacteriile pot produce în mod natural multiple versiuni ale unor medicamente anticancerigene puternice, dar nu aveam idee cum reușesc să facă acest lucru”, a spus Dr. Munro Passmore, Research Fellow, Department of Chemistry, University of Warwick. „Această lucrare a reușit să descifreze acest cod. Am identificat modul în care diferitele enzime comunică și colaborează pentru a produce aceste variante de medicamente, ceva ce a fost evitat de cercetători din cauza economiei elegante a sistemului. Este descoperirea de care aveam nevoie pentru a reuși să inginerizăm aceste medicamente noi.”
Analiza echipei arată că regiuni moleculare mici, numite „docking domains”, acționează ca niște conectori între mașinăria de asamblare a medicamentului și enzimele care construiesc componentele variabile. Este esențial de menționat că aceste domenii de conectare folosesc un punct de conexiune conservat, compatibil cu parteneri enzimatice diferite, un aspect care explică modul în care bacteriile generează diversitate structurală, menținând în același timp precizia și eficiența medicamentelor lor.
Lucrarea urmărește, de asemenea, modul în care aceste sisteme de producție a medicamentelor evoluează în mod natural. Cercetătorii au descoperit că compusul nou descoperit a evoluat probabil dintr-un sistem de producție a medicamentelor înrudit prin duplicări și recombinări ale genelor.
Această cercetare ne oferă o schiță pentru a face ceea ce face natura, dar mai bine și mai repede. Prin ingineria inversă a logicii evoluționare a naturii, putem acum proiecta căi sintetice care generează noi candidați pentru medicamente anticancerigene, cu proprietăți optimizate pentru utilizarea clinică, cum ar fi potență superioară, selectivitate îmbunătățită și efecte secundare reduse. Obiectivul nostru imediat este de a construi o bibliotecă extinsă de candidați pentru diverse tipuri de cancer unde tratamentele noi sunt urgent necesare. Această descoperire ne îndrumă de la înțelegerea modului în care funcționează sistemele la construirea de noi sisteme.”
