Identificação de alvos terapêuticos e de diagnóstico através do Yeast Two Hybrid System: a biologia molecular na medicina

Abstract

Nas últimas décadas, o desenvolvimento da biologia molecular tem impulsionado a medicina, principalmente na identificação de novos alvos terapêuticos e de diagnóstico. Nas células são as proteínas as principais intervenientes responsáveis pelo funcionamento de todos os processos celulares, desde a síntese de novas moléculas de DNA, à formação de RNA e de novas proteínas, ao transporte de todos os componentes celulares bem como da composição estrutural da própria célula. Também são as proteínas um dos componentes mais relevantes das vias de sinalização entre as células. Estudos apontam para que, normalmente, as proteínas não funcionem sozinhas mas em complexos. Daí a importância de estudar as interações entre proteínas e, por outro lado, encontrar compostos que interfiram com esses complexos para tratamentos farmacológicos. Já existem alguns fármacos com estas características. A tricostatina A, um inibidor duma diacetilase de histonas (DH), atua no complexo Proteína Fosfatase 1-DH, sendo um bom alvo na terapia anti-cancerígena. Em 1989, de um modo revolucionário para a época, Fields e Songs desenvolveram o Yeast Two Hybrid system (YTH). Este método baseia-se na genética da levedura Saccharomyces cerevisiae para detetar interações entre proteínas. Desde a sua descoberta sofreu várias modificações que permitiram a sua aplicação à investigação translacional. Por exemplo, esta técnica permite fazer um rastreio em larga escala para determinar que droga pode interferir com uma determinada interação proteica. Por outro lado, pode também utilizar-se para se determinar que proteínas num determinado tecido (por exemplo, cérebro ou testículo) interagem com a nossa proteína de interesse. Deste modo é possível desvendar funções de novas proteínas, vias de sinalização e funcionamento de tecidos. A grande quantidade de informação produzida por esta abordagem é de eleição para a identificação e validação de alvos de diagnóstico, terapêuticos e mesmo desenvolvimento de novos fármacos. Esta revisão tem como intuito elucidar o funcionamento do Yeast Two Hybrid system e a sua contribuição para a identificação de novos tratamentos farmacológicos.

In the last decades, molecular biology development was driven medicine, mainly in identification of novel therapeutic and diagnostics targets. In cells, proteins are the main responsible for the functioning of all cellular processes, from DNA synthesis to RNA and protein production, transport of cellular components and structural composition of the cell. Proteins are also an important component of signaling pathways between cells. Studies show that proteins normally do not function as singular units but as protein complexes. Understand protein interactions and discover compounds that interfere with such protein complexes are important to develop new pharmacologic treatments. There are already some drugs with such characteristics. Trichostatin A, a histone diacetilase, acts in Phosphatase protein 1 - Histone diacetilase complex, being a good target for anti-cancer therapy. In 1989, in a revolutionary way, Fields and Songs developed the Yeast Two Hybrid system (YTH). This method is based in the genetic properties of Saccharomyces cerevisiae and allows the detection of protein interactions in vivo. Since its development it suffered a few modifications that allowed its application in translational medicine. For example, this technique allows a high throughput screening to assess if a drug can interfere with a protein interaction. In the other hand, YTH can be used to ascertain which proteins interact with a protein of interest in a specific tissue (for example, brain or testis). Thus it is possible to unveil protein functions, signaling pathways and tissue functions. The great amount of data produced with YTH allows the identification and validation of diagnostic and therapeutic targets and also the development of new drugs. This review has the purpose to clarify the YTH system function and its contribution in identification of new pharmacologic treatments.