Estrutura cristalina permite novas terapias

Manipulado em laboratório, o bacilo antraz, apresentado em pó, tornou-se uma poderosa arma biológica pela capacidade de adaptação e de reprodução em qualquer ambiente. Para reduzir esse potencial ameaçador, pesquisadores do Departamento Norte-Americano de Energia (DOE), em colaboração com cientistas da Universidade de Chicago, EUA, determinaram a estrutura de uma proteína que atua como fator de virulência das bactérias do antraz.

Um dos aspectos mais perigosos do bacilo encontra-se na sua habilidade de sobreviver como esporos. Estes apresentam-se sob a forma de corpúsculos esféricos ou ovóides, livres, ou no interior da bactéria. Formam-se pela invaginação de uma dupla camada de membrana celular, que se fecha para envolver um cromossomo e uma pequena quantidade de citoplasma, garantindo a sobrevivência da espécie. Esta camada é responsável pela resistência à coloração e ao ataque dos agentes fisicos e químicos da esterilização e desinfecção. Uma vez na circulação sanguínea, entretanto, a bactéria desenvolve-se, provocando uma infecção perigosa. O microorganismo, em seu estado ativo, é visualizado como uma haste fina envolvida por uma densa capsula protetora. Esse revestimento faz com que as bactérias consigam esquivar-se dos ataques de macrófagos, células que derivam da migração dos monócitos sangüíneos para o tecidos itinerantes e que apresentam como principal função a fagocitose de antígenos.

Os pesquisadores examinaram um gene que codifica uma determinada enzima chamada CapD. Essa proteína auxilia na formação da cápsula revestidora, já no momento em que a bactéria ingressa no organismo hospedeiro. A CapD está localizada na superfície da célula e apresenta a capacidade de agarrar-se às moléculas capsulares, formando blocos de ácido poli-D-GAMA-glutâmico, PDGA, que se integram à parede exterior das bactérias para dar forma ao seu envolto proteto.

A construção do peptídeo de PDGA é incomum. Ela é feita com o isômero`D´ do ácido glutâmico, ao contrário da forma `L´ normalmente encontrada em proteínas. Esta é a razão pela qual os macrófagos não podem lidar com a cápsula protetora do antraz. Esses poderiam facilmente identificar um peptídeo feito de `L´ aminoácidos, mas a configuração diferente do bacilo impede o reconhecimento por essas células fagocíticas, ou seja, a bactéria torna-se capaz de enganar o sistema de defesa imunológico.

Os cientistas quizeram mapear a estrutura cristalina de CapD. A partir do momento que eles descobrissem a estrutura da enzima, poderiam começar a procurar por uma molécula capaz de obstruir sua função protetora - que por sua vez tornariam as bactérias mais vulneráveis às defesas humanas.

A equipe de pesquisadores, com o auxilio de raios-X brilhantes, foi capaz de gerar imagens com duas versões da proteína: uma com a molécula que imita o material anexado na cápsula protetora, e outra sem essa estrutura.

O trabalho para caracterizar o antraz e outras bactérias patogênicas, ou importantes, faz parte de uma iniciativa de diversos centros de pesquisa, entre eles o Centro Midwest para Genômica Estrutural, um consórcio entre sete instituições e laboratórios Norte-Americanos, Canadenses e Europeus. Essa associação tem como objetivo reduzir o custo médio de uma estrutura protéica de 100 mil para 20 mil dólares. Entre os maiores desafios da biologia moderna está a compreensão da forma cooperativa com que a expressão concertada de genes, sistêmica ou regulada por estímulos ambientais, leva às complexas formas da vida em nosso planeta

29/07/2009
Ana Xavier Landuyt - Equipe Biotec AHG