Los químicos de la Universidad de Texas A&M están tomando [h] edad del libro de jugadas de las bacterias para vencer a los virus en su propio juego y desarrollar nuevos medicamentos para combatir el cáncer y una serie de otras enfermedades humanas en el proceso.
Durante décadas, los científicos se han basado en la presentación de fagos, una técnica utilizada para identificar nuevos ligandos peptídicos, o péptidos que se unen a otras proteínas o moléculas, como una herramienta versátil en una variedad de aplicaciones que van desde el descubrimiento de fármacos hasta la ciencia de los materiales.Un equipo dirigido por el químico de Texas A&M y el becario de impacto presidencial de Texas A&M 2018, el Dr. Wenshe R. Liu, aprendió un nuevo truco de un viejo maestro, las bacterias, que aprovechó con éxito su capacidad para producir péptidos cortos que contienen aminoácidos no canónicos ncAA que los equipancon propiedades especiales, como resistencia a la degradación enzimática y capacidades de unión a proteínas específicas.
Utilizando una estrategia inteligente para "engañar" al sistema para que solo los virus que contienen péptidos con ncAA sean capaces de reproducirse, el grupo de investigación de Liu ha encontrado una manera de apilar la plataforma de construcción de la biblioteca de exhibición de fagos, expandiendo efectivamente el código genético de bacteriófagos yallanando el camino para nuevas terapias basadas en péptidos. Sus hallazgos fueron publicados el viernes 13 de marzo en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
"Utilizando aminoácidos no naturales, ampliamos enormemente la utilidad de la presentación de fagos para identificar nuevas terapias peptídicas", dijo Liu.
La visualización de fagos es una de varias herramientas en las que los científicos confían para encontrar nuevos péptidos con uso potencial como medicamentos para tratar enfermedades, explica el Dr. Jeffery M. Tharp, graduado de doctorado en química de Texas A&M 2018, un asociado postdoctoral en la Universidad de Yale yautor principal del artículo del equipo, el tercero hasta ahora representa su trabajo de tesis en Texas A&M. Además, es uno de los primeros del Laboratorio de Descubrimiento de Drogas de Texas A&M, fundado por Liu y otros químicos de Texas A&M en 2018.
"La visualización de fagos usa virus o fagos para 'extraer' péptidos específicos de un grupo de millones de variantes de péptidos diferentes; sin embargo, es muy difícil usar esta técnica para encontrar péptidos que contengan ncAA", agregó Tharp ".En nuestro trabajo, desarrollamos un nuevo método de presentación de fagos que permite la recuperación fácil de posibles fármacos peptídicos que contienen diversos ncAA. Además, utilizamos nuestra nueva técnica para identificar nuevos péptidos que contienen ncAA que son inhibidores muy fuertes de la sirtuina 2, una enzimaque está involucrado en la regulación de la vida humana y es un objetivo farmacológico prometedor para el tratamiento de cánceres humanos ".
El grupo Liu colaboró con el Laboratorio de Simulación Molecular LMS, incluido el candidato a doctorado en química de Texas A&M y el gerente interino de LMS Andreas Ehnbom y la directora asociada de informática de investigación de alto rendimiento de Texas A&M, Dra. Lisa M. Pérez, quien realizó elsimulaciones de dinámica molecular que permitieron al equipo comprender la selectividad involucrada para péptidos específicos.
"La belleza de este trabajo, al menos en mi mente, es que cruza múltiples disciplinas de la química: química sintética, biología química y cálculos", dijo Ehnbom.
Tharp señala que los fundadores de la exhibición de fagos fueron galardonados con el Premio Nobel de Química 2018 en reconocimiento de la versatilidad de la técnica, la relativa facilidad de uso y la eficacia en una miríada de disciplinas. En combinación con las nuevas moléculas resultantes, predice el nuevo método del grupo Liuserá igualmente útil para todas las aplicaciones de visualización de fagos.
"Esta técnica permite que se incorporen ncAA con estructuras únicas en los péptidos de fago, lo que puede ayudar a identificar fármacos peptídicos más potentes", agregó Tharp. "Además, podemos incluir ncAA reactivos en los péptidos de fago, que pueden usarse potencialmentepara hacer mejores materiales y sistemas de entrega de medicamentos "
Tharp dice que el equipo continuará usando su nueva técnica de presentación de fagos para buscar otros péptidos que contengan ncAA que inhiban enzimas relacionadas con enfermedades humanas mientras continúan desarrollando otros métodos que amplían su utilidad.
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Materiales proporcionado por Universidad de Texas A&M . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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