CINGAPURA – A utilização do ADN ajudou a encaixar as peças de uma nova tecnologia que poderá significar diagnósticos mais rápidos e precisos de vários cancros, bem como terapias mais específicas.
Pesquisadores do Instituto de Inovação e Tecnologia em Saúde da NUS (iHealthtech) desenvolveram uma tecnologia que mapeia interações complexas de proteínas dentro das células tumorais.
Isso permite maior precisão nos diagnósticos ao possibilitar a subtipagem precisa dos cânceres, além de identificar formas agressivas da doença, em apenas algumas horas.
O câncer é a principal causa de morte em Cingapura, responsável por cerca de uma em cada quatro mortes. Mais de 84.000 casos foram relatados aqui entre 2017 e 2021, de acordo com o Relatório Anual do Registro de Câncer de Cingapura de 2021.
Considerada a primeira do tipo, a tecnologia – apelidada de Alongamento em Tandem de Repetições de DNA Modelo para Análise de Proteínas Interagentes (Tetris) – pode levar a terapias mais direcionadas, identificando as proteínas e interações específicas que contribuem para o crescimento do câncer, disseram os pesquisadores. .
Suas descobertas foram publicadas na revista científica Nature Biomedical Engineering, revisada por pares, em junho.
Observando que as interacções proteicas são responsáveis por quase todos os processos básicos da vida, os investigadores disseram que a compreensão de tais interacções pode ter aplicações clínicas abrangentes, desde uma maior precisão no diagnóstico de doenças até ao desenvolvimento de terapias mais eficazes.
Isto está em linha com os objectivos da medicina de precisão, onde factores como a genética, o estilo de vida e o ambiente são tidos em conta para fornecer tratamentos mais direccionados.
Os métodos atuais para estudar interações proteicas têm limitações, incluindo resultados imprecisos e perfis incompletos de tais interações.
Os ensaios de levedura e dois híbridos – considerados o atual padrão ouro – testam as interações físicas entre duas proteínas ou entre uma proteína e uma molécula de DNA, mas requerem manipulação genética.
Eles também estão limitados a estudar interações entre duas proteínas.
Outro método, a proteômica baseada em espectrometria de massa, tende a ignorar interações proteicas fracas.
Os pesquisadores observaram que ambos os métodos não conseguem capturar toda a gama de interações proteicas, particularmente interações de ordem superior, onde múltiplas proteínas interagem para formar grandes conjuntos funcionais. Mudanças nessas interações estão frequentemente associadas a tipos de câncer mais agressivos.
Os pesquisadores aproveitaram a nanotecnologia do DNA, que se refere ao desenvolvimento de estruturas artificiais de ácidos nucleicos para serem usadas como novos biomateriais para diversos fins.
O professor associado Shao Huilin da iHealthtech, que liderou o design do Tetris, disse: “O DNA é um material programável e pode ser usado para codificar informações ricas ao mesmo tempo em que tem interações previsíveis, o que nos permite criar arquiteturas sofisticadas com controle espacial preciso em escala nanométrica. .”
A tecnologia, batizada em homenagem ao popular videogame Tetris, emprega o que os pesquisadores chamam de unidades Tetris – nanoestruturas moleculares que compreendem anticorpos – que têm como alvo proteínas e “códigos de barras” de DNA, que servem como identificadores.
Assim como os jogadores ganham pontos alinhando blocos que caem para fazê-los desaparecer, as unidades de Tetris se alinham de acordo com os padrões de proteínas em interação, com os códigos de barras conectando-se aos seus vizinhos.
O professor associado Brian Lim, da NUS School of Computing, que liderou o desenvolvimento de algoritmos usados para processar dados coletados pelo Tetris, disse: “Isso cria uma cadeia de interações que podemos posteriormente ler e decodificar por meio de algoritmos”.
A tecnologia foi testada em biópsias de tecidos de câncer de mama humano, a partir das quais diagnosticou com precisão subtipos de câncer e descobriu interações proteicas de ordem superior associadas à agressividade do câncer.
O Tetris também pode usar a infraestrutura laboratorial existente para processar um grande número de amostras e gerar resultados rapidamente, permitindo que seja integrado a fluxos de trabalho clínicos de rotina com poucas interrupções.
Por exemplo, num consultório médico, a tecnologia pode analisar rapidamente amostras obtidas através de aspiração com agulha fina – uma biópsia minimamente invasiva onde uma agulha fina e uma seringa são usadas para retirar células, tecidos e fluidos.
Os pesquisadores planejam expandir a aplicação do Tetris a outros tipos de câncer e doenças neurológicas.
Eles registraram duas patentes e esperam comercializar a inovação, com o Prof Shao esperando que ela esteja mais amplamente disponível nos próximos cinco anos.
