Analizan potencial de nuevos fármacos vía computacional
El propósito de acelerar el desarrollo de sustancias, procedimiento que en condiciones tradicionales sería muy tardado y costoso
En la UNAM, expertos generan modelos teóricos computacionales o hipótesis del potencial que podrían tener futuros medicamentos contra enfermedades como el cáncer.
Ya han encontrado compuestos con actividad importante contra un blanco molecular denominado DNA-metiltransferasa, y los que han resultado activos contra cáncer se optimizan con grupos de colaboración de Italia y Canadá, afirmó José Luis Medina Franco, de la Facultad de Química (FQ).
Las técnicas computacionales se emplean rutinariamente en la industria farmacéutica y en otros centros de investigación públicos y privados con el propósito de acelerar el desarrollo de sustancias, procedimiento que en condiciones tradicionales sería muy tardado y costoso. “Las herramientas de cómputo ayudan a analizar datos, procesar información y generar modelos para que sea más rápido”, explicó.
De forma convencional, para obtener fármacos se utilizan productos naturales de uso tradicional como plantas con efecto farmacológico; se investigan los efectos de sus componentes y se aíslan para luego hacer formulaciones sintéticas.
“Es tardado, pero con la asistencia de computadoras el tiempo se puede acortar entre cinco y 10 años con respecto al modo tradicional experimental, basado en ensayo y error; además, con los nuevos métodos los ensayos pueden ser más dirigidos y precisos”, resaltó el universitario.
En la academia estos métodos se usan desde hace 15 o 20 años (en la industria mucho más), y en México llevan unos cinco. “Cada vez es más común encontrar en la industria farmacéutica y en centros de investigación la incorporación de esas herramientas y la demanda de profesionales que sean expertos en modelado molecular y quimioinformática”.
Esfuerzo multidisciplinario
Medina Franco expuso que el diseño de fármacos es resultado de un esfuerzo multidisciplinario; comienza con el análisis de información disponible y la minería de datos, para luego generar modelos predictivos, anticipar nuevos compuestos y sus actividades biológicas. Posteriormente, con ayuda de otros especialistas se hacen los experimentos y pruebas biológicas.
Actualmente se realiza en la industria farmacéutica y en otros centros de investigación el ensayo masivo de compuestos, donde se tienen bibliotecas de moléculas de 10 mil y hasta cien mil compuestos y se hace la evaluación biológica de todos ellos. Este proceso, llamado ensayo de alto rendimiento, es tardado y costoso, porque se necesitan robots “que no cualquier institución posee”, dijo.
Posteriormente, los métodos de cómputo contribuyen para cribar o ensayar con cien compuestos, en lugar de cien mil, pues se reduce de forma considerable el número de moléculas a probar. “Se predice cuáles pueden tener actividad biológica y los que han sido seleccionados (que pueden ser dos, cinco, 10) se mandan al grupo que hace la evaluación biológica”.
Así, en lugar de probar de forma aleatoria cuál compuesto mató a un parásito como Trypanosoma cruzi –causante de la enfermedad de Chagas–, los métodos de cómputo sugieren qué moléculas pueden tener actividad biológica en su contra.
Si es correcto, en la siguiente fase se optimiza su actividad para mejorar su potencia. En esta etapa, un tercer grupo de expertos interviene para hacer pequeñas modificaciones o ajustes a las estructuras, detalló el científico.
Una de las áreas de investigación de Medina Franco y su grupo de trabajo Diseño de Fármacos Asistido por Computadora, en la Facultad de Química (DIFACQUIM), es la búsqueda de compuestos útiles contra las llamadas dianas epigenéticas, un grupo de macromoléculas que regulan la expresión del ADN. Cuando esas regulaciones funcionan de manera incorrecta, se presentan graves consecuencias en la salud, como cáncer, enfermedades neurodegenerativas o diabetes.
Aunque los expertos de la UNAM no pretenden atacar un padecimiento en específico, ya han encontrado compuestos con una actividad importante contra un blanco molecular denominado DNA-metiltransferasa, y los compuestos que han resultado activos contra cáncer se optimizan en Italia y Canadá, en tanto que las pruebas biológicas se realizan en Francia. “El avance es bueno y la investigación está en fase de pruebas in vivo”.
Reposicionamiento y análisis de productos naturales
Igualmente, hay un proyecto de reposicionamiento de fármacos en colaboración con Alfonso Dueñas, de la unidad periférica del Instituto de Investigaciones Biomédicas en el Instituto Nacional de Cancerología (INCan), donde emplean medicamentos aprobados para uso clínico, que sean útiles en el tratamiento del cáncer, como la hidralazina, un fármaco cardiovascular.
“Colaboramos para saber cómo esta molécula actúa con la DNA-metiltransferasa, y encontramos que el compuesto sí funciona. Los estudios clínicos continúan en desarrollo”, subrayó.
Asimismo, “con Alfonso Dueñas estudiamos la Ivermectina para reposicionarla en el tratamiento contra la misma enfermedad”, añadió.
Medina también aplica métodos de cómputo en la investigación de productos naturales. “Las herramientas computacionales sirven para organizar la información en bases de datos, hacer un mapeo, caracterizar y describir químicamente los compuestos, así como modelos de predicción acerca de su potencial actividad biológica”.
Adicionalmente, en la UNAM se está creando una base de datos sobre productos naturales del país llamada BIOFACQUIM, con acceso para todos los especialistas.
“Es indispensable que México deje de ser un país maquilador en el área de química farmacéutica y se incorpore con un papel más protagónico a la investigación básica”, concluyó.
(Con información de IntraMed)
