A base teórica dos medicamentos, vacinas, tratamentos e prevenções.

Como sabemos que a proteína X é responsável pela ligação do cofator Y com a molécula Z e que afeta o mecanismo A que pode ser interrompido utilizando a droga D que bloqueia...ok já entendeu onde quero chegar né?  Com dois artigos bem simples e não tão recentes vamos ver como fazemos pra entender as bases teóricas necessárias para o entendimento dos processos e consequente produção/identificação de medicamentos, vacinas, tratamentos e prevenções.

Primeiro tenha em mente o dogma central da biologia molecular.

DNA-->RNA-->Proteína

  

Quer estudar um carro, mas você não sabe como um carro funciona? Vai tirando as partes dele, de uma por uma, e verificando os defeitos que ocorrem. Correlacione cada resultado encontrado anteriormente com motos, navios, aviões e outros modelos de carros com os seus experimentos e vá construindo de pouco em pouco a sua base teórica.

Montando o quebra-cabeça, cada peça, cada proteína.

Por onde começar?

Similaridade do DNA

Todo o genoma humano e de várias centenas de outros organismos já estão disponíveis na web pra quem se interessar. Então, para estudar uma proteína específica em um determinado organismo, identificar a similaridade do gene desta proteína em um organismo já sequenciado e verificar a similaridade (blast) desse fragmento de DNA no organismo de interesse é um bom começo pra estudo. No artigo em questão foi verificado mais de 65% de similaridade do gene de Trypanosoma com o gene de ratos, que por sua vez também é similar ao gene humano.

Ploydia

Como vimos no ensino médio, temos 46 cromossomos, ou mais especificamente temos duas cópias de cada um dos 23 cromossomos. O que quer dizer que temos ao menos, duas cópias de cada gene específico. Mas isso só pra humanos, cada espécie tem números de cromossomos diferentes e ploydias (duplicações, triplicações ...) diferentes. Por meio de Southern blot, pode-se verificar que o gene estudado possui somente duas cópias. Qual a importância disso? Bom, isso é essencial pra o próximo passo.

Deleção

Para se testar a funcionalidade de um gene/proteína, uma das formas de estudo é deletar o gene e ver o que acontece. Verificar e analisar os processos são afetados, e a partir de então ir montando o quebra-cabeça e estudando mais e mais genes/proteínas pra construir e interconectar cada mecanismos intracelular. No artigo, os pesquisadores demonstraram que foi possível realizar a deleção de uma cópia mas não das duas, indicando que este gene é importante para a sobrevida do microrganismo e consequentemente essencial.

Proteína – identificação

Utilizando anticorpo específico para a proteína é possível, identificá-la, verificar o seu tamanho, comparar com as outras já conhecidas, e verificar por exemplo quando a proteína é mais ou menos expressa – quando ela é mais ou menos necessária em diferentes condições.

Proteína – Localização

Com o mesmo anticorpo, adicionado com marcações fluorescentes, pode-se verificar a localização da proteína na célula e correlacionar com os processos específicos a essa localidade. A proteína em estudo tem distribuição citoplasmática e abundante. O que não ajuda muito quando se quer especificar a função da proteína, mas sugere múltiplas funções.

Outras técnicas

Uma vez que não foi possível fazer o knock-out das duas cópias dos genes dessa proteína, os cientistas buscaram outras alternativas para o seu estudo. Uma delas foi o uso de proteínas-fake.

A técnica chamada de dominância negativa se baseia na introdução do gene em questão com mutações específicas que, uma vez dentro da célula, esse gene vai produzir a proteína equivalente com todas as características da proteína normal, mas com um pequeno defeito na sua função. O que quer dizer que a célula produzirá proteínas não funcionais e assim pode-se verificar os processos afetados e então estudar o mecanismo equivalente.

Cada artigo é uma pequena peça do quebra-cabeça. Um doutorado tenta montar várias dessas peças pra identificar uma figura nesse jogo. 

1. Lamb JR, Fu V, Wirtz E, Bangs JD. Functional Analysis of the Trypanosomal AAA Protein TbVCP with trans-Dominant ATP Hydrolysis Mutants. J Biol Chem. 2001;276(24):21512–20.

2. Roggy JL, Bangs JD. Molecular cloning and biochemical characterization of a VCP homolog in African trypanosomes. Mol Biochem Parasitol. 1999;98(1):1–15.