As células que são infectadas por um va­rus ou carregam uma mutação cancera­gena, por exemplo, produzem protea­nas estranhas ao corpo. Os pepta­deos antigaªnicos resultantes da degradação dessas protea­nas exa³genas dentro da canãlula são carregados pelo complexo de carregamento de pepta­deos nas chamadas moléculas do complexo de histocompatibilidade principal (MHC para abreviar) e apresentados nasuperfÍcie da canãlula. La¡, eles são especificamente identificados por células T-killer, o que acaba levando a  eliminação das células infectadas. a‰ assim que nosso sistema imunológico nos defende contra patógenos.

O complexo de carregamento de pepta­deo garante que as moléculas de MHC sejam carregadas corretamente com anta­genos. "O complexo de carregamento de pepta­deos éuma nanoma¡quina biológica que tem que trabalhar com precisão atômica para nos proteger com eficiência contra patógenos que causam doena§as", disse o professor Lars Scha¤fer, chefe do grupo de pesquisa de Simulação Molecular do Centro de Quí­mica Tea³rica do RUB .

Em estudos anteriores, outras equipes determinaram com sucesso a estrutura do complexo de carregamento de pepta­deo usando microscopia crioeletra´nica , mas apenas com uma resolução de cerca de 0,6 a 1,0 nana´metro, ou seja, não em detalhes ata´micos. Com base nesses dados experimentais , a equipe de pesquisa de Scha¤fer, em colaboração com o professor Gunnar Schra¶der de Forschungszentrum Ja¼lich, agora conseguiu criar uma estrutura atômica do complexo de carregamento de pepta­deo.

“A estrutura experimental éimpressionante. Mas somente com nossos manãtodos baseados em computador fomos capazes de extrair o ma¡ximo de conteaºdo de informação contido nos dados experimentais”, explica Schra¶der. O modelo ata´mico permitiu aos pesquisadores realizar detalhadas simulações de computador de dina¢mica molecular do complexo de carregamento de pepta­deos e, assim, estudar não apenas a estrutura, mas também a dina¢mica da nanoma¡quina biológica.

Como o sistema simulado éextremamente grande, com 1,6 milha£o de a¡tomos, o tempo de computação no Leibnitz Supercomputing Center em Munique ajudou consideravelmente nessa tarefa. "Usando o computador de alto desempenho, fomos capazes de avana§ar para a escala de tempo de microssegundos em nossas simulações. Isso revelou o papel dos grupos de açúcar ligados a  protea­na para o mecanismo de carregamento de pepta­deo, que anteriormente são tinha sido compreendido de forma incompleta", destaca Dr. Olivier Fisette, pesquisador de pa³s-doutorado no grupo de pesquisa de Simulação Molecular.

O modelo ata´mico do complexo de carregamento de pepta­deo agora facilita mais estudos. Por exemplo, alguns va­rus tentam enganar nosso sistema imunológico desligando seletivamente certos elementos do complexo de carregamento de pepta­deos. “Um objetivo via¡vel que gostara­amos de perseguir éa intervenção direcionada nesses processos”, conclui Scha¤fer.