Pesquisa revela segredos importantes na luta contra o câncer

Em um laboratório repleto de inovações e esperança, cientistas da Ohio State University trouxeram novas perspectivas ao estudo da proteína K-Ras, que possui uma ligação substancial com os cânceres humanos devido às suas mutações perigosas. Empregando técnicas avançadas de Ressonância Magnética Nuclear (NMR), esses pesquisadores conseguiram desvendar regiões até então escondidas dessa proteína enigmática.

O enigma da proliferação celular

A família de proteínas Ras, como maestrinas da orquestra celular, dirigem o crescimento, a divisão e a diferenciação de uma vasta gama de células. Dentro desta família, as mutações nos genes da proteína K-Ras são identificadas como as mais recorrentes entre os genes relacionados ao câncer nos seres humanos, sendo associadas a cerca de 75% dos cânceres ligados à família Ras.

O alvorecer de uma nova era na pesquisa do câncer

A equipe de pesquisadores, liderada pelo proeminente Dr. Rafael Brüschweiler, um estudioso reconhecido e professor de química e bioquímica, conquistou um feito inédito ao detectar uma seção da estrutura da proteína K-Ras que, até então, permanecia invisível aos instrumentos padrões de laboratório. Esse avanço revelou características e interações ligadas às mutações da proteína que impulsionam as células a um estado de divisão perpétua – um traço clássico do câncer.

Brüschweiler, em meio ao avanço da ciência, partilha um insight: a biologia estrutural oferece uma visão única dos mecanismos dessas mutações, incentivando a busca por possíveis curas. Com uma compreensão mais completa da função dessa proteína, há a possibilidade de começar a pensar em formas de neutralizá-la quando ela assume sua forma mutada. A informação é poderosa e agora está disponível para uso, por ele, e outros pesquisadores na formulação de novas hipóteses.

Metodologia e descobertas inéditas

Embora o K-Ras e suas relações funcionais críticas com moléculas relacionadas à saúde celular já fossem conhecidos, o desafio residia em sua classificação como “indrogável”. Sua configuração, tanto na forma normal quanto na mutada, ocultava pontos em sua estrutura que se mostravam promissores como alvos terapêuticos. Em 2019, Brüschweiler e sua equipe desenvolveram uma técnica que permitiu observar proteínas que se moviam lentamente, e, posteriormente, aplicaram esses achados na busca pelos esconderijos secretos do K-Ras.

• A técnica inovadora detectou sinais fracos das regiões ocultas, otimizando experimentos de NMR para fortalecer esses sinais.
• O estudo revelou duas regiões de “switch” – ambas próximas ao laço da proteína onde ocorrem as mutações mais perigosas – na estrutura do K-Ras que eram invisíveis anteriormente.
• Os experimentos também elucidaram como o comportamento estrutural complexo do “backbone” da proteína amplificou características adicionais próximas aos switches.

Brüschweiler ilustra a situação comparando as células mutadas a um carro que nunca tira o pé do acelerador, enfatizando a necessidade de ativar as células, mas também a importância de elas pararem em algum momento para manter o controle sobre diversas funções celulares.

Implicações e direções futuras

Com a caracterização das regiões de switch relacionadas à mutação, novos alvos farmacológicos emergem como possibilidades para sufocar as mutações sem prejudicar as funções celulares essenciais do K-Ras. Brüschweiler destaca que este conhecimento fundamental abre portas para impactar positivamente a saúde humana.

Contemplando o futuro, Brüschweiler vislumbra descrever como os medicamentos existentes interagem com a proteína. A chegada de um novo instrumento NMR de 1.2 gigahertz, o mais poderoso dos Estados Unidos, na Ohio State University, onde Brüschweiler é o principal investigador do National Gateway Ultrahigh Field NMR Center, financiado por uma generosa concessão da National Science Foundation, promete impulsionar ainda mais as pesquisas nesse campo.

A referência para essa descoberta monumental pode ser encontrada em um artigo publicado em 28 de agosto de 2023, na revista Nature Structural & Molecular Biology, sob o título “Excited-state observation of active K-Ras reveals differential structural dynamics of wild-type versus oncogenic G12D and G12C mutants” de autoria de Alexandar L. Hansen, Xinyao Xiang, Chunhua Yuan, Lei Bruschweiler-Li e Rafael Brüschweiler, disponível para consulta e aprofundamento científico.

DOI: 10.1038/s41594-023-01070-z