lun. Feb 17th, 2020

Diseño de fármacos asistido por computadora

La asistencia de computadoras puede acortar el tiempo entre cinco y 10 años con respecto al modo tradicional experimental, basado en ensayo y error.

Durante décadas de innovación farmacéutica se han producido medicamentos que nos permiten tratar y prevenir enfermedades con mayor eficacia y seguridad.

El diseño de fármacos comienza analizando la información disponible, 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.

Así lo explica José Luis Medina Franco, de la Facultad de Química (FQ) de la UNAM, en un comunicado de la Dirección General de Comunicación Social de la UNAM.

medicamentos y farmacia. Diseño de fármacos por computadora. ENARM, Proedumed.
Nuevos medicamentos en el mercado

Antaño, el diseño de fármacos estaba directamente relacionado a los productos naturales, como plantas con efecto farmacológico, que posteriormente se modificaban por síntesis.

Si bien, la estrategia sigue vigente, el desarrollo de nuevos medicamentos implica una inversión considerable de dinero y tiempo.

Actualmente, el desarrollo de computadoras más potentes y eficientes ha permitido generar metodologías y simulaciones que han optimizado y en cierto grado modificado el panorama farmacéutico.

Métodos computacionales para diseñar medicamentos

De acuerdo con diversos artículos especializados en el tema, el diseño de fármacos asistido por computadora (DIFAC) tiene como objetivos el diseño, optimización y selección de compuestos con actividad biológica.

El DIFAC está conformado por una serie de disciplinas científicas que abarcan modelado molecular, quimioinformática, química teórica y química computacional.

Medina Franco explica que la asistencia de computadoras puede acortar el tiempo 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.

En la academia y en la industria estos métodos se usan desde hace más de 15 años, y en México llevan aproximadamente 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 expertos”, destacó el especialista.

Los métodos computacionales son diversos y versátiles. Actualmente la capacidad de éstos es bastante notable, probando su utilidad práctica; sin embargo, aún no es posible contar con la simulación precisa de sistemas muy complejos.

Cribado virtual para analizar el potencial farmacológico

Al proceso de identificar, diseñar o analizar el potencial farmacológico de una sustancia por métodos computacionales se le conoce como cribado virtual, destaca el autor en su reciente artículo Diseño de fármacos asistido por computadora: cuando la informática, la química y el arte se encuentran.

Un protocolo de cribado virtual incluye cuando menos tres pasos: el curado (o preparación) de las estructuras, el filtrado y pruebas in silico.

El curado es el paso más lento, pero determinante. Consiste en precisar de manera correcta las estructuras químicas a emplear, asignar la geometría y cargas adecuadas de los compuestos de interés.

El filtrado consiste en la selección de compuestos que mejor cumplan con los criterios de interés. Y las pruebas in silico son simulaciones que pueden incluir, por ejemplo, “similitud química”, acoplamiento molecular y dinámica molecular.

Una vez terminado este ciclo se pueden añadir pruebas, como un modelo descriptivo con los resultados obtenidos, o iniciar el protocolo nuevamente para refinar los resultados.

Usan en la UNAM técnicas computacionales

Diversas universidades y centros de investigación en el mundo cuentan con grupos especializados en el desarrollo y/o aplicación de metodologías computacionales para la investigación de fármacos. Muestra de ello son las investigaciones que realiza la UNAM en este campo.

Expertos de esta Universidad generan modelos teóricos computacionales o hipótesis del potencial que podrían tener futuros medicamentos contra enfermedades como el cáncer.

Una de las áreas de investigación de Medina Franco y su grupo de trabajo Diseño de Fármacos Asistido por Computadora, en la FQ (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.

Los compuestos que han resultado activos contra cáncer se optimizan en Italia y Canadá, en tanto que las pruebas biológicas se realizan en Francia. “La investigación está en fase de pruebas in vivo”, concluyó José Luis Medina Franco.

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