Pesquisadores da Universidade Estadual do Arizona, nos EUA, fabricaram uma proteína artificial em laboratório e examinaram como as células vivas reagem em contato com essas moléculas sintéticas.

Segundo os pesquisadores, a área, inexplorada, pode conduzir ao desenvolvimento de novos agentes terapêuticos.

Proteínas artificiais que se ligam a metabólitos chave com alta afinidade e especificidade são promissoras como novas ferramentas da biologia sintética, mas pouco tem sido feito para criar tais moléculas e analisar os seus efeitos sobre as células vivas.

Agora, o pesquisador John Chaput e seus colegas descreveram um conjunto peculiar de adaptações exibidas por células de bactérias Escherichia coli quando expostas a uma proteína sintética, batizada DX. Dentro da célula, proteínas de DX se ligam a moléculas de ATP, fonte de energia de todas as entidades biológicas.

"ATP é a moeda de energia da vida. As ligações de ATP contém a energia necessária para conduzir reações em sistemas vivos. O esgotamento de ATP intracelular disponível pela ligação com DX interrompe a atividade metabólica normal nas células, impedindo-as de se dividir, ainda que continuem a crescer", afirma Chaput.

Após a exposição a DX, as bactérias E. coli normalmente esféricas se desenvolveram em filamentos alongados. Dentro das bactérias filamentosas, densas estruturas lipídicas intracelulares atuam para partir a célula em intervalos regulares ao longo do seu comprimento. Estas estruturas incomuns, a que os autores chamam de endoliposomes, são um fenômeno sem precedentes em tais células.

"Em algum lugar ao longo da linha do filamentação, outros processos começam a acontecer que são compreendidos a nível genético, mas podemos ver os resultados fenotipicamente. Estas estruturas lipídicas densas formam em regiões muito regulares ao longo da célula filamentosas e parecem ser um mecanismo de defesa, permitindo que a célula se divida em compartimentos", descreve Chaput.

Esta adaptação nunca foi observada em células bacterianas e parece exclusiva de organismos unicelulares.

Os pesquisadores também examinaram a capacidade de E. coli para se recuperar após a exposição a DX. As células entraram em um estado de repouso conhecido como viável, mas não cultivável, o que significa que eles sobreviveram ao sequestro de ATP e voltaram ao seu estado não-filamentoso após 48 horas, mas perderam sua capacidade reprodutiva.

A pesquisa indica que ainda há muito a aprender sobre o comportamento de bactérias e do repertório de respostas disponíveis quando essas células se deparam com situações novas, como uma proteína desconhecida e sintética. O estudo também nota que vários agentes infecciosos dependem de um estado de dormência, similar à condição observada na E. coli após a exposição a DX, para evitar a detecção de antibióticos. Uma melhor compreensão dos mecanismos de condução deste comportamento pode proporcionar uma nova abordagem para o combate a tais patógenos.

O trabalho foi publicado na revista ACS Chemical Biology.

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