Simulações de computador identificam novas formas de potencializar os protetores naturais da pele
A Unilever, o STFC Hartree Center do Reino Unido e a IBM Research trabalharam juntos para descobrir como a pele pode melhorar sua defesa natural contra os germes
Quando está em equilíbrio,
nossa pele e seu microbioma formam uma parceria natural que ajuda a mantê-la
saudável e a defende-la contra ameaças externas, como poluentes e germes que
podem causar infecções. Alterações nessa associação (chamada de disbiose) podem
levar a desequilíbrios no microbioma produzindo odor corporal, problemas de
pele e, em casos mais extremos, condições médicas como eczema (ou dermatite
atópica).
Além de abrigar seu
microbioma, a pele é um órgão imunologicamente ativo que contribui para o
sistema imunológico inato do nosso corpo com seu pH natural levemente ácido,
resistência mecânica, lipídios e a produção natural - via células da pele - de
materiais semelhantes a proteínas chamadas antimicrobianas peptídeos (AMPs).
Juntos, eles formam a primeira linha de defesa contra micróbios causadores de
infecções que pousam na pele.
A P&D da Unilever e sua rede global de parceiros
de pesquisa vêm investigando o papel da imunidade da pele e dos AMPs há mais de
uma década. A Unilever recorreu à IBM Research para desenvolver novas maneiras
de entender, no nível molecular, como seus produtos interagem com AMPs para melhorar
a atividade de defesa da pele.
A IBM e a Unilever, em
colaboração com o STFC - que hospeda um dos Discovery
Accelerators da IBM Research no Hartree Center,
no Reino Unido - usou computação de alto desempenho e simulações avançadas no
IBM Power10 para entender como os AMPs funcionam e traduzir seu conhecimento em
produtos de consumo que aprimoram os efeitos desses peptídeos naturais de defesa1.
O trabalho com o
Departamento de Informática Científica do STFC descobriu que aditivos de
pequenas moléculas (compostos orgânicos de baixo peso molecular) podem aumentar
a potência desses peptídeos de defesa que ocorrem naturalmente. Ao utilizar
métodos avançados de simulação da IBM, em combinação com estudos experimentais
da Unilever, eles também identificaram novos mecanismos moleculares específicos
que poderiam ser responsáveis por essa potência aprimorada.
Simulações de computador
foram desenvolvidas para investigar como moléculas individuais interagem com
membranas bacterianas em escala molecular e, assim, demonstrar os mecanismos
biofísicos fundamentais em jogo. Os resultados dessas simulações foram
comparados com os de extensos testes experimentais de laboratório realizados
pela Unilever para confirmar as previsões computacionais.
"Este trabalho é um
grande exemplo do poder da nossa colaboração contínua com a IBM e a Unilever,
trabalhando em conjunto para explorar novas possibilidades para o setor de
saúde e cuidados pessoais usando tecnologias digitais avançadas. Este é
exatamente o tipo de trabalho que vamos continuar fazendo por meio do Hartree
National Centre for Digital Innovation", disse a Professora Katherine
Royse, Diretora do STFC Hartree Centre.
"É inspirador ver a
IBM, o STFC e a Unilever trabalhando juntos para aplicar o poder da computação
de alto desempenho e desbloquear um novo nível de compreensão da defesa da
pele", disse Samantha Samaras, Global Vice President of Beauty and
Personal Care R&D at Unilever.
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Este trabalho permite entender como essas moléculas
podem melhorar a higiene, mas também fornece uma compreensão mais profunda dos
mecanismos moleculares responsáveis pelo desempenho aprimorado do AMP,
combinando sistemas de modelos simplificados e computação avançada que
aceleraram radicalmente a avaliação da tecnologia. Espera-se que este trabalho
consiga criar produtos inovadores e sustentáveis que possam ajudar a nos
proteger de patógenos tanto agora como no futuro.
A combinação dessas tecnologias
permitiu que o método científico fosse sobrecarregado para promover a
descoberta em um ritmo muito mais rápido, um processo que a IBM chama de
descoberta acelerada. A equipe espera que seu trabalho possa ajudar a Unilever
a entender melhor como aproveitar as MPAs em produtos futuros para ajudar
inúmeras pessoas em todo o mundo por meio do desenvolvimento de produtos de
higiene eficazes e sustentáveis, respeitando as regulamentações aplicáveis.
Para a IBM, esse trabalho
também é o começo de um novo capítulo empolgante, pois explora como pode ajudar
a acelerar a pesquisa de outros patógenos nocivos. Mais amplamente, este
trabalho abre um novo caminho para descobrir potenciadores naturais de pequenas
moléculas para amplificar a função de peptídeos antimicrobianos. Entender esses
mecanismos e o processo que eles utilizam pode ser aplicado a outras pesquisas,
por exemplo, na busca de novos antimicrobianos.
Referências
Você pode ver o artigo
completo aqui.
1Losasso, V., Agarwal, K., Waskar, M., et al. Small molecules enhance the potency of natural antimicrobial peptides (Pequenas moléculas aumentam a potência de peptídeos antimicrobianos naturais). Biophysical Journal. Volume 121, EDIÇÃO 3, P491-501, 01 de fevereiro de 2022.
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