Новая технология позволит создать вакцину от сифилиса, преодолев биологический барьер

Nova tecnologia pode destravar vacina contra sífilis ao superar obstáculo histórico da biologia — Foto: Adobe Stock Um dos obstáculos para desenvolver uma vacina contra a sífilis está na própria superfície da bactéria que causa a doença. Algumas proteínas da membrana externa da Treponema pallidum são vistas como possíveis alvos para uma vacina porque ficam expostas ao sistema imunológico e podem ajudar o organismo a reconhecer o invasor. O problema é que essas proteínas são difíceis de estudar em laboratório. Como parte delas fica encaixada na membrana da bactéria, elas têm regiões que repelem a água e tendem a perder a forma ou se aglomerar quando são retiradas de seu ambiente natural. Sem conhecer bem sua estrutura, fica mais difícil avaliar se podem servir como antígenos em uma futura vacina. Pesquisadores desenvolveram agora uma tecnologia para contornar esse obstáculo. O método usa proteínas artificiais projetadas por computador, chamadas WRAPs, que funcionam como uma espécie de capa ao redor das regiões que repelem a água. Com esse revestimento, as proteínas da membrana permanecem solúveis e estáveis em água, sem necessidade de detergentes. O avanço permitiu obter versões solúveis de proteínas da membrana externa da bactéria causadora da sífilis e estudar se elas preservavam características importantes para serem reconhecidas por anticorpos. O estudo foi publicado na revista científica "Science". A pesquisa, porém, ainda é uma etapa inicial: não houve teste de vacina, demonstração de proteção contra a sífilis nem aplicação em humanos. Por que desenvolver uma vacina contra a sífilis é tão difícil? As proteínas de membrana ficam na interface entre o interior e o exterior das células e desempenham funções essenciais, como detectar sinais, controlar a entrada e saída de moléculas e participar de processos de infecção. O problema é que essas proteínas possuem superfícies hidrofóbicas — que repelem a água. Fora da membrana celular, tornam-se instáveis, dificultando sua produção, purificação e análise em laboratório. Até hoje, os pesquisadores dependiam de detergentes para extraí-las das membranas celulares. Embora eficiente em alguns casos, esse processo é complexo, exige diversas etapas e pode comprometer a estabilidade das proteínas, limitando estudos e aplicações biomédicas. A solução: proteínas artificiais que envolvem as proteínas naturais Essas proteínas projetadas por computador funcionam como um revestimento que envolve as regiões hidrofóbicas das proteínas de membrana. Com isso, elas permanecem solúveis e estáveis em água sem necessidade de detergentes. Segundo os pesquisadores, as WRAPs são fundidas geneticamente às proteínas-alvo e produzidas diretamente no citoplasma da bactéria Escherichia coli, simplificando todo o processo experimental e reduzindo custos em comparação aos métodos tradicionais. Como a tecnologia pode acelerar uma vacina contra a sífilis O principal exemplo apresentado pelos pesquisadores envolve a bactéria Treponema pallidum. As proteínas de sua membrana externa são consideradas candidatos promissores para uma vacina porque funcionam como antígenos capazes de estimular a resposta do sistema imunológico. Entretanto, justamente por serem extremamente hidrofóbicas, elas sempre foram difíceis de produzir e estudar. Com a nova plataforma, os cientistas conseguiram gerar versões solúveis de quatro proteínas da membrana externa da bactéria — TP0126, TP0479, TP0698 e TP0733. As análises mostraram que essas proteínas permaneceram corretamente estruturadas e preservaram características antigênicas importantes, reagindo com anticorpos presentes em soros de coelhos previamente infectados por Treponema pallidum. Segundo os autores, esses antígenos poderão auxiliar tanto na identificação e caracterização de anticorpos monoclonais quanto, futuramente, na incorporação dessas proteínas em vacinas contra a sífilis. Método preserva estrutura e função das proteínas Além das proteínas da sífilis, os pesquisadores aplicaram a tecnologia em diferentes tipos de proteínas de membrana. Os experimentos mostraram que as proteínas revestidas pelas WRAPs: - permaneceram estáveis em água; - preservaram sua estrutura tridimensional; - mantiveram a capacidade de se ligar a moléculas; - conservaram seus sítios ativos; - apresentaram elevada estabilidade térmica. Os pesquisadores também obtiveram, por microscopia crioeletrônica, uma estrutura com resolução de 2,95 angströms de uma porina bacteriana revestida pelas WRAPs, validando que o método permite determinar estruturas de proteínas de membrana em alta resolução. Aplicações vão além da sífilis Embora o destaque do estudo seja o potencial para destravar o desenvolvimento de uma vacina contra a sífilis, os autores afirmam que a plataforma pode beneficiar diversas áreas da pesquisa biomédica. Entre as aplicações apontadas estão: - desenvolvimento de vacinas; - criação de novos métodos diagnósticos; - descoberta de medicamentos; - produção de anticorpos terapêuticos; - caracterização estrutural de proteínas de membrana antes consideradas praticamente inacessíveis. Segundo os pesquisadores, a possibilidade de produzir essas proteínas sem detergentes também facilita estudos bioquímicos e análises de interação entre proteínas e medicamentos, reduzindo limitações impostas pelos métodos tradicionais. Próximos passos Os autores afirmam que a tecnologia ainda poderá ser aprimorada com avanços em métodos de design de proteínas baseados em aprendizado profundo. A expectativa é reduzir o custo computacional, aumentar a precisão na previsão dos projetos que resultarão em proteínas solúveis e diminuir a quantidade de construções que precisam ser testadas experimentalmente. Caso essas melhorias sejam alcançadas, a plataforma poderá ampliar ainda mais sua aplicação na pesquisa de proteínas de membrana, incluindo novos alvos terapêuticos, vacinas e medicamentos. No caso da sífilis, os próximos passos ainda incluem verificar se os antígenos produzidos com a nova tecnologia conseguem induzir uma resposta imune protetora e se poderiam ser usados com segurança em formulações vacinais.