Un equipo internacional, que incluye al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha desarrollado una innovadora técnica destinada a acelerar el diseño de fármacos dirigidos a canales iónicos. Estas proteínas de la membrana celular están implicadas en una amplia variedad de enfermedades, abarcando desde desórdenes psiquiátricos hasta diferentes tipos de cáncer. La investigación, fruto de la colaboración entre el CSIC, la Universidad de East Anglia y el Quadram Institute del Reino Unido, ha sido publicada en la prestigiosa Journal of the American Chemical Society.
Los canales iónicos desempeñan un papel crucial en la regulación del paso de iones hacia el interior de las células, siendo fundamentales en procesos como la transmisión nerviosa, la contracción muscular y la respuesta inmune. Su disfunción se asocia con múltiples patologías, lo que los convierte en dianas terapéuticas clave.
Avances significativos en el estudio de interacciones
Según explica Jesús Angulo, investigador del Instituto de Investigaciones Químicas (un centro mixto del CSIC y la Universidad de Sevilla), “hasta ahora, para estudiar cómo los fármacos interactúan con estas proteínas era necesario aislarlas, un proceso técnicamente complicado que podía alterar su comportamiento. Nuestra técnica, basada en resonancia magnética nuclear, permite analizar estas interacciones en células vivas, proporcionando información biológicamente más relevante”.
Este nuevo método se caracteriza por ser más rápido —con experimentos que duran menos de una hora— y más económico. Además, simplifica el proceso al eliminar la necesidad de realizar complejos procedimientos previos para purificar proteínas o manipular muestras.
Los investigadores sostienen que esta técnica podría convertirse en un estándar para estudios relacionados con la estructura y actividad farmacológica, ayudando a comprender cómo la estructura química de una molécula se relaciona con su efecto terapéutico.
Nuevas posibilidades en el desarrollo farmacológico
Leanne Stokes, investigadora de la Universidad de East Anglia, señala: “Nuestra técnica podría acelerar significativamente el desarrollo de fármacos dirigidos a canales iónicos y otras proteínas de membrana, abriendo nuevas oportunidades para investigar diversas áreas que van desde enfermedades neurológicas hasta metabólicas y oncológicas”.
La eficacia del nuevo método ya ha sido comprobada en receptores P2X7, canales iónicos que representan dianas terapéuticas para condiciones como la depresión y ciertos trastornos del espectro autista. Serena Monaco, investigadora del Quadram Institute, afirma: “Hemos demostrado que podemos identificar sobre células vivas qué partes del fármaco interactúan con la proteína, lo cual es fundamental para optimizar estas interacciones y desarrollar medicamentos más efectivos”.
A través de un software desarrollado en el IIQ-CSIC-US, los autores han combinado datos experimentales con modelos tridimensionales generados mediante bioinformática. Esto les ha permitido validar qué modelos propuestos por ordenador coinciden efectivamente con lo observado en laboratorio.
Un nuevo paradigma en el diseño de fármacos
Angulo compara la interacción entre un fármaco y una proteína con una llave y una cerradura: “La proteína es la cerradura y nuestra llave es el fármaco. No solo necesitamos encontrar la llave correcta; también debemos descubrir cómo introducirla para abrir mejor”. El investigador concluye resaltando que “los modelos bioinformáticos son esenciales para diseñar nuevos fármacos. Validar estos modelos tridimensionales sobre células vivas representa un nuevo paradigma en el desarrollo farmacológico dirigido a estas proteínas”.
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