Un equipo internacional de científicos, con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha desarrollado una técnica pionera que agilizará el diseño de fármacos dirigidos a proteínas de membrana celular, claves en numerosas enfermedades. El avance, publicado en la revista Journal of the American Chemical Society, supone un salto metodológico al permitir estudiar la interacción entre medicamentos y proteínas directamente en células vivas, en condiciones muy similares a las del organismo.
La investigación ha sido llevada a cabo por el CSIC y la Universidad de Sevilla (IIQ-CSIC-US), en colaboración con la Universidad de East Anglia y el Quadram Institute, ambos en el Reino Unido.
Canales iónicos: dianas terapéuticas clave
Los canales iónicos, proteínas que regulan el paso de iones a través de la membrana celular, son fundamentales en funciones como la transmisión nerviosa, la contracción muscular o la respuesta inmune. Su mal funcionamiento está asociado a desórdenes psiquiátricos, enfermedades cardiovasculares y diversos tipos de cáncer, lo que los convierte en objetivos prioritarios para el desarrollo de nuevos tratamientos.
“Hasta ahora, estudiar cómo un fármaco interaccionaba con estas proteínas requería aislarlas, un proceso complejo y que podía alterar su comportamiento. Nuestra técnica, basada en resonancia magnética nuclear, permite observar estas interacciones en células vivas, lo que aporta datos mucho más relevantes biológicamente”, explica Jesús Angulo, investigador del Instituto de Investigaciones Químicas (IIQ-CSIC-US).
Más rápida, simple y precisa
La nueva metodología reduce el tiempo de los experimentos a menos de una hora, elimina la necesidad de purificar proteínas y abarata los costes. Según los investigadores, podría convertirse en una herramienta estándar para los estudios que relacionan la estructura química de los fármacos con sus efectos biológicos.
“Hemos demostrado su eficacia en receptores P2X7, proteínas que son dianas terapéuticas para la depresión, algunos trastornos del espectro autista y determinados tipos de cáncer. Hemos podido identificar, sobre células vivas, qué partes del fármaco interaccionan con la proteína, lo que es clave para diseñar medicamentos más efectivos y específicos”, señala Serena Monaco, del Quadram Institute.
Validación con bioinformática
El equipo también integró estos resultados experimentales con modelos tridimensionales generados por ordenador, gracias a un software desarrollado en el IIQ-CSIC-US. Esta combinación permitió validar qué modelos teóricos de unión entre fármaco y proteína coincidían realmente con lo observado en el laboratorio.
“La interacción entre fármaco y proteína es como una llave y una cerradura. No solo hay que encontrar la llave adecuada, sino la manera de encajarla para que abra mejor”, ejemplifica Angulo. “La posibilidad de validar modelos computacionales directamente sobre células vivas representa un nuevo paradigma en el desarrollo de medicamentos dirigidos a proteínas de membrana”, concluye.
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