Caracterização biofísica e molecular de proteínas sintéticas miméticas de anticorpos dirigidas contra proteínas tumorais de Glioma Maligno
Glioma, Caracterização biofísica, Dicroísmo Circular, Termoforese em Microescala, Interação proteína-proteína
O Glioma é um tipo de tumor originado nas células da Glia, responsáveis pela nutrição do sistema nervoso central, sendo a principal causa de morte decorrente por neoplasias em homens com até 39 anos e mulheres até 19 anos. O diagnóstico específico e sua localização são fatores que influenciam negativamente no prognóstico, uma vez que os tratamentos utilizados atualmente são baseados em radioterapia e quimioterapia para redução da massa tumoral e incluem, posteriormente, uma intervenção cirúrgica. Este procedimento é realizado com auxílio de moléculas fluorescentes que fazem a marcação das células tumorais e permitem à equipe médica realizar a excisão da massa tumoral. Entretanto, algumas células não são eficientemente marcadas, o que ocasiona remoção incompleta do tumor e frequentes processos recidivos. Além disso, estes marcadores fluorescentes não estão disponíveis no Brasil. Diante da inexistência de marcadores apropriadamente específicos e sensíveis, nossa hipótese é de que proteínas sintéticas miméticas de anticorpos desenhadas computacionalmente são capazes de reconhecer proteínas expressas na superfície das células tumorais com alta acurácia. A fim de testar esta hipótese, duas proteínas sintéticas artificiais foram previamente desenhadas por nosso grupo de pesquisa com a finalidade de ligar-se ao receptor de interleucina-13 (IL-13Ra2) através de técnicas de engenharia de proteínas. Essas moléculas, aqui nomeadas de 3HB17241 e 4HB2E664, fazem parte de uma classe de proteínas artificiais chamadas de miniproteínas, dado o seu baixo peso molecular e estrutura única na natureza. Durante a execução do presente trabalho, realizamos a caracterização biofísica destas duas miniproteínas, bem como a avaliação de sua função biológica (potencial de ligação à proteína tumoral-alvo) e sua biocompatibilidade. Para tanto, as miniproteínas foram expressas em sistema bacteriano e purificadas por cromatografia de afinidade por íons metálicos. Enquanto a miniproteína 3HB17241 apresentou rendimento compatível com os experimentos subsequentes, a miniproteína 4HB2E664 apresentou baixo rendimento e alta taxa de agregação. Experimentos de dicroísmo circular (do inglês, circular dichroism – CD) mostraram que a miniproteína 3HB17241 apresenta estrutura globular composta majoritariamente por alfa-hélice, em concordância com as predições teóricas. Além disso, esta proteína apresenta alta estabilidade, a qual é demonstrada pela manutenção de sua estrutura secundária a altas temperaturas (95ºC). Ensaios de termoforese em microescala (do inglês, microscale thermophoresis – MST) mostraram que a 3HB17241 apresentou constante de dissociação no equilíbrio (KD) de 3,66 nM frente à molécula alvo (IL-13R2a). Esta proteína também apresentou biocompatibilidade em culturas de células VERO por um período de até 24h. Análises complementares estão sendo realizadas para comprovar a interação entre a miniproteína 3HB17241 e seu alvo em células de glioma (linhagem SY-SH5) por citometria de fluxo. Os dados obtidos abrirão novos caminhos para o desenvolvimento de moléculas marcadores que possam aumentar a eficiência de remoção cirúrgica do tumor e, consequentemente, a sobrevida dos pacientes.