Biossensores brilham para mostrar funcionamento de novos medicamentos

Os biossensores moleculares medem diferentes vias de sinalização intracelular para avaliar o mecanismo de ação de novos fármacos.
[Imagem: Yoon Namkung et al. - 10.1126/scisignal.aat1631]

Biossensores luminescentes

Pesquisadores brasileiros e canadenses desenvolveram um conjunto de biossensores luminescentes capazes de testar a eficácia de novos medicamentos.

Os 13 biossensores funcionam ligando-se a receptores acoplados à proteína G (GPCR, do inglês G protein-coupled receptors), uma proteína localizada na membrana celular com função de comunicação entre as células.

Estima-se que entre um terço e metade de todos os medicamentos comercializados atualmente tenham esses receptores como alvo de ação.

"Essas proteínas são alvos de fármacos utilizados no tratamento de um número amplo de doenças, como alergia, dor, hipertensão, diabetes, entre outras. A expectativa é que os novos biossensores atuem também na descoberta e desenvolvimento de novos fármacos para o tratamento de um número ainda mais amplo de doenças," disse Cláudio Miguel da Costa Neto, professor da Faculdade de Medicina da USP em Ribeirão Preto.

A equipe usou técnicas de engenharia genética e biologia molecular para adicionar enzimas fluorescentes e luminescentes (como a luciferase, a mesma encontrada em vagalumes) nas proteínas que interagem com os GPCRs.

"Quando o receptor é ativado pelo fármaco e, portanto, aquela proteína de dentro da célula interage com o receptor, a luz emitida pela luciferase é transferida para a proteína fluorescente e esta é ativada. Com isso, conseguimos medir com precisão diferentes níveis de ação de um fármaco ou medicamento", disse o pesquisador.

Monitorando as células com luz

Até poucos anos atrás, os testes de laboratório para o desenvolvimento de novos medicamentos - realizados antes dos ensaios em modelo animal e em humanos - mostravam apenas se o composto ativava ou bloqueava uma determinada resposta celular.

"Fazendo uma analogia, há alguns anos esses testes eram feitos como se houvesse um interruptor que acendia ou não uma lâmpada. Recentemente, vimos que é possível analisar as diferentes vias que podem ser ativadas por um receptor, bem como o quanto uma dada via de sinalização é ativada. Então, não é mais só um liga e desliga. É como se tivéssemos uma sala com várias luzes de LED, ou um dimmer, capaz de dizer quais e quantas vias foram ativadas e, sobretudo, como foi feita essa ativação ou bloqueio. Nossos biossensores, e os outros que estão sendo desenvolvidos por outros grupos, dão uma resposta mais completa, como um perfil de sinalização," explicou o professor Cláudio.

No estudo, os pesquisadores desenvolveram ferramentas para medir as diferentes vias de sinalização intracelular (biossensores de BRET, do inglês Bioluminescence Resonance Energy Transfer) e detectar a atuação de medicamentos em cultura celular. Isso porque as cascatas de sinalização celular resultantes de interações entre os receptores acoplados à proteína G (GPCRs) e seus ligantes (proteínas) controlam uma ampla variedade de processos intracelulares, tornando-os os principais alvos para a descoberta de novos fármacos.

O trabalho é resultado de uma ampla parceria entre pesquisadores da USP de Ribeirão Preto, da Universidade de Montreal e da Universidade McGill, no Canadá.