A próxima fronteira dos antibióticos pode vir de um lugar inesperado. Pesquisas recentes identificam potenciais candidatos a antibióticos no interior de príons – proteínas capazes de causar algumas das infecções cerebrais mais mortais já conhecidas, como a doença da vaca louca.
Cientistas da Universidade da Pensilvânia usaram inteligência artificial para pesquisar rapidamente centenas de príons e proteínas semelhantes a príons em busca de peptídeos com atividade antibacteriana. Eles encontraram várias dezenas de candidatos promissores, dois dos quais já mostraram resultados no tratamento de infecções bacterianas em ratos.
As descobertas da equipe estabelecem “proteínas relacionadas ao príon como um espaço de fonte produtiva para a descoberta de antibióticos”, escreveram os cientistas em seu artigo, publicado no final da semana passada na revista Nature Microbiology.
Bom cara, príons?
Os príons são algumas das coisas mais estranhas que existem. Eles são a forma mal dobrada de uma proteína encontrada naturalmente no corpo. Quando um príon se depara com sua contraparte “normal”, ele pode de alguma forma induzir este último a se transformar em um príon, quase como uma infecção zumbi.
Os distúrbios clássicos de príons, como a doença da vaca louca e a doença de Creutzfeldt-Jakob, são causados pelo acúmulo constante de um tipo específico de proteína, apropriadamente chamada de proteína príon; esses distúrbios são universalmente fatais. Alguns cientistas também argumentaram que outras doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer, são causadas por outros tipos de proteínas mal dobradas que actuam de forma semelhante aos priões.
De acordo com os pesquisadores do estudo, há evidências crescentes de que os príons e proteínas semelhantes aos príons são mais do que apenas arautos da morte. Estudos descobriram que o normal proteína príon e o tipo príon beta amiloide (um dos impulsionadores da doença de Alzheimer) pode ter atividade antimicrobiana, por exemplo. Então a equipe decidiu realizar uma análise abrangente em busca de fragmentos de peptídeos antimicrobianos dentro dessas proteínas.
Os pesquisadores já haviam construído um modelo de IA destinado a prever a atividade antimicrobiana de qualquer fragmento peptídico, denominado APEX 1.1. Em seguida, eles permitiram que o APEX examinasse 19,3 milhões de fragmentos curtos de peptídeos encontrados em 2.897 príons e proteínas semelhantes a príons. Eles inicialmente descobriram 1.179 candidatos, que a equipe reduziu para 75 que apresentavam maior potencial. Destes, 59 foram capazes de inibir o crescimento de pelo menos um germe bacteriano em laboratório, incluindo 42 que o fizeram em níveis baixos (importante para considerações de dosagem).
Finalmente, os investigadores testaram dois dos candidatos mais fortes na pele de ratos infectados com Acinetobacter baumanniiuma fonte comum de infecções resistentes a medicamentos em pessoas. Os candidatos pareciam ser quase tão eficazes quanto a polimixina B, um antibiótico existente frequentemente usado como medicamento de último recurso para certas infecções resistentes a medicamentos.
Os pesquisadores cunharam esses fragmentos antibacterianos coletados de príons como “prioninas”.
O futuro das prioninas
Obviamente, são necessárias mais pesquisas para verificar se as prioninas da equipe podem realmente funcionar como esperado – e com segurança – nas pessoas. Os pesquisadores também observam que suas descobertas não resolvem a questão em aberto sobre se os príons ou proteínas semelhantes aos príons combatem naturalmente as infecções bacterianas em nosso corpo.
Ao mesmo tempo, argumentam que o seu trabalho fornece uma forte prova de conceito de que as prioninas identificadas através da IA podem ser candidatos viáveis a antibióticos para testes adicionais.
“Durante muito tempo, a descoberta de medicamentos foi limitada não apenas pelo que podemos testar, mas por onde escolhemos procurar”, disse o autor sênior do estudo, César de la Fuente, diretor do Grupo de Biologia de Máquinas da Escola de Medicina Perelman da Universidade da Pensilvânia, em um estudo. declaração da universidade. “A IA está a mudar isso. Dá-nos uma forma de pesquisar as camadas ocultas da biologia e perguntar se as moléculas associadas a uma história – neste caso, a doença – podem também transportar outra história com potencial terapêutico.”
Com alguma sorte, as proteínas conhecidas por causarem as doenças mais assustadoras poderão algum dia se transformar em nossas aliadas antibacterianas.
