Cientistas ‘ressuscitam’ peptídeos antimicrobianos extintos de neandertais e denisovanos

Jul 08, 2023

A extinção molecular poderia oferecer caminhos para a descoberta de medicamentos, reintroduzindo moléculas bioativas que não são mais codificadas por organismos vivos.

Peptídeos humanos arcaicos exibem atividades antimicrobianas in vitro e in vivo com baixa toxicidade para o hospedeiro. Crédito da imagem: Ella Marushchenko.

Os genomas humanos e os genomas dos nossos ancestrais expressam proteínas com propriedades antimicrobianas naturais.

A extinção molecular levanta a hipótese de que essas moléculas poderiam ser as principais candidatas a novos medicamentos seguros.

Produzidas naturalmente e selecionadas através da evolução, essas moléculas oferecem vantagens promissoras em relação à descoberta molecular usando apenas IA.

“Precisamos pensar grande na pesquisa sobre antibióticos”, disse o Dr. Cesar de la Fuente, pesquisador da Universidade da Pensilvânia.

“Mais de um milhão de pessoas morrem todos os anos devido a infecções resistentes aos medicamentos e prevê-se que este número atinja os 10 milhões até 2050.”

“Há décadas que não existe uma classe verdadeiramente nova de antibióticos e somos tão poucos a enfrentar esta questão que precisamos de pensar em mais do que apenas em novos medicamentos. Precisamos de novas estruturas.”

No estudo, os autores exploraram as expressões proteômicas de dois hominídeos extintos – Neandertais e Denisovanos – e encontraram dezenas de pequenas sequências de proteínas com qualidades antibióticas.

Seu laboratório então trabalhou para sintetizar essas moléculas, trazendo de volta à vida essas substâncias químicas há muito desaparecidas.

“O computador nos dá uma sequência de aminoácidos”, disse o Dr. de la Fuente.

“Estes são os blocos de construção de um peptídeo, uma pequena proteína. Então podemos produzir essas moléculas usando um método chamado ‘síntese química em fase sólida’.”

“Traduzimos a receita de aminoácidos em uma molécula real e depois a construímos.”

Em seguida, os pesquisadores aplicaram essas moléculas a patógenos em uma placa e em ratos para testar a veracidade e eficácia de suas previsões computacionais.

“Aqueles que funcionaram funcionaram muito bem”, disse o Dr. de la Fuente.

“Em dois casos, os peptídeos foram comparáveis ​​– se não melhores – do que o tratamento padrão.”

“Aquelas que não funcionaram nos ajudaram a aprender o que precisava ser melhorado em nossas ferramentas de IA.”

“Acreditamos que esta pesquisa abre as portas para novas formas de pensar sobre antibióticos e descoberta de medicamentos, e este primeiro passo permitirá que os cientistas explorem isso com criatividade e precisão crescentes.”

Com a extinção estabelecida para estas moléculas, os cientistas estão agora a explorar cuidadosamente as consequências da ressurreição do passado.

“Estamos abrindo um caminho totalmente novo para aprender sobre as formas como nosso corpo previne e combate doenças”, disse o Dr. de la Fuente.

“Estamos conversando com bioeticistas sobre o que significa trazer material genético de volta à vida”, acrescentou.

“Estamos fazendo isso pela medicina, mas e se alguém ressuscitar algo tóxico ou prejudicial?”

“Também estamos colaborando com advogados de patentes. As sequências peptídicas atuais não são patenteáveis ​​por lei. Mas e aqueles que recriamos a partir de organismos extintos?”

O estudo foi publicado na revista Cell Host & Microbe.

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Jacqueline RMA Maasch et al. 2023. Desextinção molecular de antigos peptídeos antimicrobianos possibilitada por aprendizado de máquina. Hospedeiro celular e micróbio 31 (8): 1260-1274; doi: 10.1016/j.chom.2023.07.001