MEDICAMENTOS
Una técnica acelera el desarrollo de fármacos contra proteínas clave en múltiples enfermedades
Investigadores del CSIC y centros británicos han diseñado un método que permite analizar cómo interactúan los medicamentos con proteínas de membrana directamente en células vivas. El avance facilita estudios más rápidos, económicos y fiables.
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Un equipo internacional con participación del CSIC ha desarrollado una técnica que acelera el diseño de fármacos dirigidos a canales iónicos, un tipo de proteínas de la membrana celular implicadas en patologías que van desde desórdenes psiquiátricos hasta varios tipos de cáncer.
La investigación, en la que también colaboran la Universidad de East Anglia y el Quadram Institute (Reino Unido), se publica en Journal of the American Chemical Society.
Los canales iónicos regulan el paso de iones hacia el interior de la célula y son esenciales en procesos como la transmisión nerviosa, la contracción muscular o la respuesta inmunitaria Su mal funcionamiento se asocia con numerosas enfermedades, lo que los convierte en dianas terapéuticas prioritarias.
Estudio en células vivas
"Hasta ahora, para estudiar cómo los fármacos interaccionaban con estas proteínas era necesario aislarlas, un proceso técnicamente complejo que podía alterar su comportamiento", explica Jesús Angulo, investigador del Instituto de Investigaciones Químicas (CSIC-Universidad de Sevilla).
Según Angulo, "la nueva técnica, basada en resonancia magnética nuclear, permite estudiarlas en células vivas, lo que proporciona información biológicamente más relevante", explica
El nuevo método es más rápido —los experimentos duran menos de una hora—, más económico y más simple, ya que evita la purificación de proteínas o la manipulación compleja de muestras.
Forma química y efecto farmacológico
Los autores consideran que podría convertirse en una herramienta estándar en los estudios de estructura-actividad, que buscan comprender cómo la forma química de una molécula se relaciona con su efecto farmacológico.
"Nuestra técnica podría acelerar significativamente el desarrollo de fármacos dirigidos a canales iónicos y otras proteínas de membrana, abriendo nuevas posibilidades en áreas como las enfermedades neurológicas, cardiovasculares, metabólicas u oncológicas", señala Leanne Stokes, de la Universidad de East Anglia.
El método se ha probado en los receptores P2X7, dianas terapéuticas para la depresión, ciertos trastornos del espectro autista y algunos tipos de cáncer.
"Hemos demostrado que podemos identificar, sobre células vivas, qué partes del fármaco interaccionan con la proteína, lo que permite optimizar estas interacciones; una información fundamental para desarrollar medicamentos más efectivos y específicos", afirma Serena Monaco, del Quadram Institute de Norwich.
Software
Además, gracias a un software desarrollado en el IIQ-CSIC-US, los datos obtenidos se combinaron con modelos tridimensionales de unión entre fármaco y receptor generados mediante bioinformática. Esto permitió validar cuáles coincidían con los resultados observados en el laboratorio.
"La interacción entre fármaco y proteína puede compararse con una llave y una cerradura. La proteína de membrana es la cerradura y nuestra llave es el fármaco. No solo hay que encontrar la llave adecuada, sino introducirla de la forma correcta para que abra mejor", explica Angulo. "Poder validar los modelos informáticos tridimensionales sobre células vivas supone un nuevo paradigma en el desarrollo de fármacos", concluye.
Referencia:
Monaco, S.. et al. "On-Cell Saturation Transfer Difference NMR Spectroscopy on Ion Channels: Characterizing Negative Allosteric Modulator Binding Interactions of P2X7",. Journal of the American Chemical Society (2025).
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