Pesquisadores da Universidade Cornell desenvolveram um novo biossensor chamado ProKAS. Essa ferramenta consegue rastrear alterações na atividade e na distribuição espacial de quinases em células vivas com alta precisão. Esse avanço na tecnologia de detecção da atividade de quinases oferece uma nova abordagem para o estudo da sinalização celular e o desenvolvimento de fármacos relacionados. O princípio e o design do ProKAS se baseiam em uma técnica modular para análise multiplex da atividade de quinases utilizando espectrometria de massa.
As quinases são enzimas importantes que regulam processos essenciais como crescimento celular, metabolismo e respostas ao estresse. Compreender seus modos de ação precisos é crucial para entender a função celular e desenvolver terapias. No entanto, anteriormente, faltavam ferramentas capazes de realizar simultaneamente a localização e a análise da atividade de múltiplas quinases em células vivas com alta precisão. Essa tecnologia de detecção da atividade de quinases visa superar esse desafio.
A pesquisa foi liderada pelo laboratório de Marcus Smolka, professor de Biologia Molecular e Genética da Universidade Cornell, e os resultados foram publicados na revista *Nature Communications*. O professor Smolka afirmou: "Dadas as limitações da tecnologia existente, tivemos que reimaginar completamente a forma como lemos a atividade das quinases e fornecer resolução espacial." Ele explicou ainda: "Neste caso, usamos espectrometria de massa para ler a atividade, uma abordagem diferente para rastrear a atividade intracelular de quinases em comparação com as técnicas baseadas em microscopia atualmente utilizadas."
No cerne do sistema ProKAS estão cadeias peptídicas geneticamente modificadas que mimetizam os substratos naturais das quinases. Cada cadeia peptídica carrega um "código de barras" de aminoácidos exclusivo para marcar sua localização dentro da célula. Quando as quinases atuam sobre esses peptídeos, os pesquisadores podem detectar simultaneamente o sinal de atividade e o código de barras de localização correspondente usando espectrometria de massa, mapeando assim a distribuição espaço-temporal da atividade da quinase.
Em estudos de validação, a equipe utilizou essa tecnologia para monitorar as respostas dinâmicas de várias quinases a drogas que danificam o DNA. Eles observaram mudanças detalhadas na atividade de quinases importantes, como ATR e ATM, em diferentes regiões do núcleo celular. Will Comstock, primeiro autor do artigo, observou: "Atualmente, estamos processando centenas de amostras, e o objetivo futuro é sermos capazes de analisar centenas ou até milhares de amostras."
O professor Smolka acredita que essa tecnologia de detecção da atividade da quinase tem amplo potencial de aplicação. Ele afirmou: "Este é um método de alto rendimento para empresas farmacêuticas que buscam compreender os efeitos de medicamentos experimentais. Os pesquisadores podem rapidamente triar e determinar os mecanismos de ação dos medicamentos. Acho que isso tem um valor enorme." A equipe de pesquisa planeja combinar essa tecnologia com ferramentas computacionais e outros métodos no futuro para aprofundar sua compreensão do comportamento celular regulado por quinases.
