La predicción de los mecanismos moleculares enzimáticos permite desarrollar fármacos a medida
El Instituto de Bioingeniería de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche estudia, desde hace años, la toxicidad de compuestos organofosforados como los plaguicidas. Los investigadores analizan cómo reaccionan estas sustancias con las proteínas diana celulares (receptoras de otras moléculas que determinan importantes funciones) de los seres vivos en los que provocan efectos adversos. Estas líneas de investigación convergen con las de los profesores de la Universidad de California Palmer Taylor y Zoran Radic, quienes abordaron en una ponencia en el Salón de Actos del Instituto de Bioingeniería el mecanismo molecular de inhibición y activación de las enzimas colinesterasas, implicadas en transferir información en el sistema nervioso.
Cuando los compuestos organofosforados presentes, por ejemplo, en los plaguicidas se unen a estos receptores se inhibe la función enzimática. Esta alteración es el efecto insecticida que provoca la muerte de los insectos. El conocimiento de estas interacciones tóxicas se puede aplicar a otras deseables, como es el caso de las que se producen con los fármacos. Por ello, los doctores Taylor y Radic trabajan con modelos teóricos, basados en datos experimentales, que explican la interacción de diferentes sustancias con algunas enzimas y las macromoléculas de las que forman parte.
Los investigadores californianos han comprobado el funcionamiento de los modelos teóricos para sustancias conocidas; se predice que una sustancia se unirá a otra en unas condiciones concretas. Por tanto, si se aplican estos conocimientos se pueden desarrollar fármacos, capaces de unirse a una molécula determinada, que produzcan las modificaciones deseadas para conseguir los fines terapéuticos.
Si se conocen las propiedades físico-químicas de las macromoléculas, así como su comportamiento, se puede obtener una modelización que permita modificar las propiedades de las moléculas para que actúen de la forma deseada. La idea de los investigadores estadounidenses es predecir a través de modelos computacionales qué le ocurriría a la proteína cuando entra en contacto con un químico que altera su estructura. Para llevar a cabo el estudio se necesitan datos experimentales comparativos que confirmen si realmente funciona y poder así extrapolarlos.
El conocimiento de la estructura de la proteína se utiliza como molde para diseñar cómo ha de ser la unión con el fármaco y realizar un desarrollo teórico. Una vez determinada qué proteína es más eficaz, se sintetizan nuevas moléculas y se comprueba el comportamiento en función de la deducción teórica. Con esta modelización se consigue reducir el número de moléculas que deben sintetizar los investigadores y reducir los ensayos experimentales con animales hasta dar con las que cumplen las características estructurales prometedoras. Estos conocimientos se aplican al desarrollo de fármacos de interés para el tratamiento de enfermedades neurológicas como párkinson o alzhéimer.
Belén Pardos
