Proteína p53 – a “Guardiã do Genoma”

Recorrendo ao uso da supercomputação, foi possível pela primeira vez simular e modelar o maior sistema a nível atómico da proteína de supressão tumoral, a p53,  observar os mais de 1,5 milhões de átomos em ação por quase um microssegundo e analisar como interage com o ADN celular. Os resultados inesperados poderão ser o impulso necessário para a futura descoberta de novas terapias no tratamento do cancro.

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A equipa liderada pela Dra. Rommie Amaro, professora no departamento de Química e Bioquímica na Universidade da Califórnia, San Diego, recorreu ao supercomputador Stampede do Texas Advanced Computing Center (TACC), para  simular e modelar pela primeira vez a proteína p53. Esta iniciativa permitiu observar e analisar os seus mais de 1,5 milhões de átomos a interagir com o ADN celular por quase um microssegundo, recolhendo resultados inesperados sobre a dinâmica entre ambos. Em resposta ao desafio científico, os investigadores construiram modelos a nível atómico ‘in silico‘ e interrogaram o sistema de formas únicas, obtendo resultados que pareciam impossíveis de alcançar. Segundo comunicado do TACC, Amaro refere que “à medida que os sistemas ficam maiores, é necessário muito mais tempo computacional. Anteriormente as simulações eram executadas por alguns nanosegundos. Agora temos microssegundos de dados dinâmicos, o que é 1.000x mais e permitiu-nos estar uns passos mais próximos da realidade num tempo mais reduzido com resultados que não poderiam ser mais satisfatórios”:

Primeira vez para ver as interações diretas entre uma região da molécula p53, que é chamada de c-terminal domain, com o ADN. Os investigadores viram esta região da p53 realmente vir para baixo para interagir com o ADN.
Primeira vez para sugerir um mecanismo a nível atómico pelo qual a p53 muda a sua aderência ao ADN dependendo da sequência do ADN real.
Primeira vez que os investigadores têm uma visão completa em toda a sua extensão de como a p53 interage com o ADN.

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Créditos imagem: Thomas Splettstoesser

Quase impossível de ver, a denominada “Guardiã do Genoma” pela própria Rommie Amaro, é responsável pela ajuda na prevenção do desenvolvimento de células cancerígenas e pela renovação de novas células, representando “um desafio científico com um nível de complexidade que é muito difícil, senão impossível, de testar experimentalmente“, disse Amaro, ao explicar a razão pela qual recorreram às simulações em supercomputador, salientando ainda que utilizam estes métodos como um “microscópio computacional”.

“Até agora, quando se falava em pesquisa para o cancro, a maioria das pessoas não pensava em computadores, no entanto, para um melhor entendimento e compreensão dos mecanismos do cancro e as formas de desenvolver potenciais novos caminhos terapêuticos, só é possível devido à evolução dos sistemas computacionais, que cada vez mais exercem um impacto enorme na ciência”, referiu Amaro.

“A p53, é um grande supressor tumoral que contém no seu interior a potencial chave para a cura do cancro e é mutado e inativado em aproximadamente 50 por cento de todos os cancros humanos. A situação ideal seria que os cancros da mama e da próstata pudessem ser resgatados ou eliminados, se conseguíssemos desenvolver o composto que reativou a p53. A deteção da mutação, induzindo a sua auto destruição, é algo que acontece nos estágios iniciais do cancro. Ela poderia ser detectada e corrigida antes que o cancro se desenvolvesse “, concluiu Amaro, ao mesmo tempo que espera que o conhecimento adquirido nas simulações em supercomputador tracem caminho para o desenvolvimento de novas terapias que possam ser administradas nos estágios iniciais da doença.

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