Nova descoberta reforça evidências de design

Imagem gerada por IA (acervo de Lexica)

por Fazale Rana

1º de janeiro de 2007

Ninguém gosta de uma infecção. A maioria das doenças causadas por bactérias apresenta pouco mais do que um incômodo facilmente tratado com algumas doses de antibióticos. Mas algumas infecções podem ser fatais e requerem administração cuidadosamente controlada de medicamentos. Em tais casos, os médicos, às vezes, fazem uso de um pequeno dispositivo médico portátil alimentado por uma bomba peristáltica (veja quadro Ana abaixo) para administrar a quantidade certa de medicamentos por via intravenosa ao paciente.

Recentemente, duas equipes independentes de bioquímicos estudaram a estrutura de um conjunto de proteínas chamado complexo AcrA/AcrB/TolC [imagem deste artigo aqui] (para simplificar, doravante, complexo ABC). Sua pesquisa revelou que esse conjunto de proteínas — embutido nas membranas celulares de bactérias patogênicas — funciona exatamente como a bomba que administra doses contínuas de antibióticos aos pacientes. [1] Essa descoberta fascinante não só oferece esperança para a compreensão da resistência a antibióticos, mas também demonstra o design biomolecular.

O complexo ABC abrange membranas bacterianas internas e externas e confere resistência a produtos químicos "nocivos" (incluindo antibióticos) no ambiente. A partir desta posição de membrana protetora, o conjunto de proteínas bombeia compostos estruturalmente diversos do interior da célula para o ambiente externo. Esta operação de bombeamento minimiza a intrusão de materiais nocivos na célula, limitando drasticamente seus efeitos deletérios. Como parte de sua ação, o complexo ABC também reconhece e remove uma ampla gama de antibióticos da célula. Esta atividade confere às bactérias patogênicas resistência a múltiplos medicamentos. Os bioquímicos se referem ao ABC como um transportador de múltiplos medicamentos (MDT, multidrug transporter, em inglês) e despendem esforços consideráveis para entender sua estrutura e função para poder combater de forma mais eficaz a resistência aos antibióticos.

AcrB opera como o componente primário do ABC MDT, com AcrA e TolC servindo como proteínas acessórias. AcrB consiste em três subunidades de proteínas idênticas que abrangem a membrana interna de uma bactéria. O trabalho mais recente sobre esse complexo de proteínas indica que o trímero AcrB (composto de três moléculas) funciona como um motor rotativo. Em resposta ao fluxo de íons de hidrogênio carregados positivamente através da membrana interna (uma corrente elétrica), cada subunidade alternadamente liga antibióticos (ou outros materiais ofensivos) no interior da célula e, por meio de uma rotação de três etapas, bombeia esses materiais, usando um processo peristáltico, para um compartimento formado pelo AcrA. O invólucro formado pelo AcrA faz a ponte entre as membranas interna e externa. Uma vez na porta AcrA, os materiais nocivos (incluindo antibióticos) são coletados por uma estrutura semelhante a um funil que faz parte do TolC. Esta proteína abrange a membrana externa. À medida que os materiais indesejáveis passam pelo canal TolC, eles são expelidos para o exterior da célula.

A descoberta de uma bomba peristáltica biomolecular em membranas bacterianas carrega uma significância que vai além da compreensão da resistência a múltiplas drogas em bactérias. Ela se destaca como uma nova e poderosa evidência para o design inteligente. O design e a eficiência surpreendentes da bomba ABC evocam o argumento do relojoeiro.

O que é uma bomba peristáltica? 

Bombas peristálticas são dispositivos usados para empurrar fluidos através de um tubo por deslocamento positivo. Um tubo flexível cuidadosamente posicionado dentro de uma caixa de bomba circular contém o fluido. Um rotor equipado com rolos (ou sapatas ou limpadores) comprime parte do tubo cheio de fluido conforme ele gira. Essa compressão faz com que a parte do tubo em contato com o rotor entre em colapso, forçando o fluido através do tubo. O tubo então se abre enquanto o rotor continua a girar, permitindo que o fluido flua de um reservatório para a bomba (um processo conhecido como restituição). As bombas peristálticas são ideais para bombear fluidos estéreis, como soluções antibióticas, porque o fluido nunca entra em contato com o rotor e não será contaminado.

Para mais discussões sobre bombas peristálticas, veja “Peristaltic Pump”, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Peristaltic_pump, acessado em 31 de agosto de 2006.

Mais famosamente articulado pelo teólogo natural britânico William Paley, em 1802, o argumento do relojoeiro postula a existência de um Criador comparando um relógio a entidades biológicas. Assim como um relógio é composto de uma série de partes intrincadas que interagem de uma forma "exatamente assim" com o propósito de dizer as horas, os sistemas biológicos também são compostos de componentes finamente ajustados e interativos que servem para tornar os organismos perfeitamente adequados para seus ambientes. Um relógio requer um relojoeiro. Por analogia, entidades biológicas requerem um Criador.

Críticos que desafiam o argumento do relojoeiro sustentam que essa conclusão só se segue se houver um alto grau de similaridade entre os objetos comparados. Eles citam as muitas diferenças entre relógios e sistemas biológicos e concluem que a analogia é falha.

No entanto, a estranha semelhança entre o complexo ABC e as máquinas feitas pelo homem vai muito além para abordar essa preocupação legítima. O complexo ABC é, no sentido mais literal, uma bomba peristáltica. Além disso, esse aparelho miniaturizado é apenas um dos muitos complexos biomoleculares que lembram máquinas e dispositivos feitos pelo homem. [2]

Se os observadores vissem uma bomba peristáltica amarrada a um paciente com uma infecção bacteriana, eles concluiriam corretamente que o dispositivo foi produzido por alguém com um propósito. Da mesma forma, a descoberta de uma bomba peristáltica de nível molecular em bactérias deve ser tomada como evidência de que um Agente inteligente produziu esse complexo de proteínas com um propósito: a remoção de materiais nocivos, incluindo antibióticos, de células bacterianas. À medida que os cientistas ganham compreensão das configurações requintadas da natureza, a assinatura do design Divino se torna cada vez mais aparente.

Notas de fim

1. Shimon Schuldiner, “The Ins and Outs of Drug Transport”, Nature 443 (2006): 156-157; Markus A. Seeger et al., “Structural Asymmetry of AcrB Trimer Suggests a Peristaltic Pump Mechanism”, Science 313 (2006): 1295-98; Satoshi Murakami et al., “Crystal Structures of a Multidrug Transporter Reveal a Functionally Rotating Mechanism”, Nature 443 (2006): 173-79.
2. Fazale Rana e Micah Lott, “Hume vs. Paley: These ‘Motors’ Settle the Debate”, Facts for Faith (2º quadrimestre de 2000): 34-39.

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Traduzido de New Discovery Pumps Up Evidence for Design (RTB)

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bioquímica - micróbios