México, D. F., 29 de agosto de 2010 APLICAN CIENTÍFICOS DEL IPN MODELADO MOLECULAR PARA DISEÑAR NUEVOS FÁRMACOS En tiempos cortos diseñan medicamentos para el tratamiento de enfermedades como leucemia, Alzheimer, VIH e influenza H1N1, lo que coloca al grupo de investigadores a la vanguardia en éste tipo de estudios C-232 Científicos del Instituto Politécnico Nacional (IPN) utilizan modernas herramientas computacionales de modelado molecular (plegamiento de proteínas o folding, acoplamiento molecular o docking, estudios de dinámica molecular y estudios de mecánica cuántica) para diseñar en sólo dos meses nuevos fármacos para el tratamiento de enfermedades como leucemia, Alzheimer, Virus de Inmunodeficiencia Humana (VIH) e influenza H1N1, así como agonistas β 2 adrenérgicos, entre otros. Las investigaciones también permitirán mejorar algunos medicamentos ya existentes, con el propósito de reducir o eliminar los efectos secundarios que generan al organismo humano. El doctor José Correa Basurto, titular del proyecto que se lleva a cabo en la Escuela Superior de Medicina (ESM), explicó que se trata de una investigación compleja, de tipo multidisciplinario, en la que participan destacados científicos del Politécnico y del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (CINVESTAV), así como expertos internacionales.
2 Mediante avanzadas técnicas de modelado molecular es posible hacer exploración de tamizaje a gran escala usando docking, es decir, que en un periodo de aproximadamente dos meses, es factible probar una gran cantidad de compuestos, con lo cual se ahorra tiempo, así como recursos humanos y económicos, debido a que no es necesario diseñar, sintetizar y evaluar experimentalmente cada uno de ellos, sino únicamente los mejores, precisó. El modelado molecular ha abierto nuevas esperanzas en la medicina, porque hasta hace una década se invertían muchos años en probar un solo compuesto, y ahora se pueden tener mayores avances porque en poco tiempo es posible analizar con detalle una gran cantidad de compuestos y seleccionar los más eficientes para el tratamiento de diversas enfermedades, afirmó. Detalló que los clusters computacionales son infraestructura diseñada y armada por el alumno del Doctorado de Biotecnología del IPN, Ian Ilizaliturri Flores, y por Jorge Trigueros y Jesús Cedillo Álvarez, profesores de la Escuela Superior de Cómputo (ESCOM) y del Centro de Innovación y Desarrollo Tecnológico en Cómputo (CIDETEC). Con esos equipos, el grupo de investigación cuenta con una herramienta superior a la de un microscopio electrónico, ya que éste sólo proporciona imágenes bidimensionales, mientras que con el modelado molecular es posible estudiar las cavidades, distancias y superficies de las estructuras tridimensionales de las moléculas, así como analizar la forma en que se acoplan los átomos y las cargas de los mismos en diferentes regiones. De esa manera se empiezan a diseñar los fármacos, cuidando que tengan grupos funcionales que se acoplen en estos sitios y es como hacer un guante a la medida, aseguró. Las proteínas tridimensionales las obtenemos del protein data bank, que es un banco de datos universal; las estructuras están en el vacío y nosotros las colocamos virtualmente en agua para simular un ambiente propicio. Una vez con sus iones, hacemos estudios de dinámica molecular y observamos los cambios que va experimentando la proteína, inclusive se puede calentar el sistema para lograr desplegamientos de su estructura, apuntó.
3 Correa Basurto mencionó que con apoyo de la Fundación Miguel Alemán, trabaja en el desarrollo de un grupo de fármacos con posible actividad antineoplásica, específicamente para el tratamiento de leucemia. Estamos desarrollando inhibidores de la enzima Histona desacetilasa. Primero se hizo una exploración de alrededor de 80 compuestos, de los cuales sintetizamos los más efectivos y con el apoyo del doctor Oscar Pérez, del Instituto Nacional de Pediatría, estamos probando uno de ellos en cultivos celulares; en este proyecto participan Jorge Bermúdez Lugo, alumno de posgrado y Alejandro Vázquez, estudiante de licenciatura, dijo. Refirió que hasta el momento los resultados son alentadores porque se ha observado una inhibición de las células tumorales, por lo que realizarán microarreglos de ácido desoxirribonucleico (ADN) para determinar los genes que se apagan y encienden con éste y otros compuestos sintetizados. Posteriormente, y si el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) otorga su apoyo a este proyecto, se incorporarán investigadores del Instituto Nacional de Cancerología, como el doctor Alfonso Dueñas. El científico politécnico recalcó la importancia de patentar a nivel mundial el diseño síntesis y efecto in vitro del nuevo fármaco inhibidor de la Histona desacetilasa, para que la industria farmacéutica realice pruebas a otro nivel y, finalmente, pueda comercializarse, lo que sucedería en 15 años aproximadamente debido a que se tiene que probar en modelos animales y posteriormente en el ser humano. El especialista en farmacología y bioinformática comentó que con las mismas técnicas de modelado molecular han diseñado fármacos inhibidores de la enzima Acetilcolinesterasa, con el fin de crear nuevos tratamientos menos tóxicos para la enfermedad de Alzheimer. Los doctores José Guadalupe Trujillo Ferrara y Martha Cecilia Rosales Hernández, ambos
4 investigadores de la ESM, apoyan al doctor Correa en la síntesis y caracterización, así como en la evaluación biológica de estos compuestos. Una vez que los compuestos se sintetizan y caracterizan químicamente, realizamos evaluaciones biológicas in vitro y en modelos animales. Los estudios in vitro incluyen pruebas cinéticas y enzimáticas para ver el nivel de inhibición de la Acetilcolinesterasa, mientras que en modelo animal (ratones y ratas) se inyecta el fármaco y se observa por cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC, por sus siglas en Inglés) cómo atraviesa éste el cerebro y la forma en que se inhibe la enzima en ese órgano. Indicó que también desarrollan compuestos farmacológicos con posible respuesta inmunológica para tratar de generar vacunas contra la influenza H1N1. En este proyecto contamos con la colaboración de los doctores Mirko Zimic, de la Universidad Cayetana de Perú, y la doctora Verónica Briz, del Hospital Marañón de España, quienes nos apoyan en la búsqueda de Epítopes, que son péptidos (fracción de una proteína) para generar vacunas de una manera racional usando herramientas computacionales. Se tiene el propósito, agregó el científico, de fabricar inhibidores de la enzima Neuroaminidasa, misma que se encuentra en el virus de la cepa H1N1, los cuales serán sintetizados y evaluados con el apoyo de la doctora Itzia Irene Padilla Martínez, investigadora de la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología (UPIBI). Respecto al desarrollo de fármacos para tratar a las personas infectadas con el VIH, dijo que el proyecto se realiza en colaboración con el doctor Hugo Gutiérrez de Teherán, de la Universidad de Santiago de Compostela, España, y el trabajo es complicado porque los virus poseen un mecanismo de reparación del ADN muy deficiente, lo cual ocasiona que al no haber una regeneración del mismo, el virus mute.
5 Estamos desarrollando inhibidores (chalconas) de la enzima denominada Integrasa, para tratar de generar un nuevo tratamiento retroviral. Actualmente existe en el mercado un inhibidor de esta enzima, pero nosotros queremos un producto mejorado, afirmó. Apuntó que en colaboración con la doctora Teresa Mancilla Percino, del CINVESTAV, desarrollan compuestos inhibidores de la Ciclooxigenasa, enzima que interviene en los procesos de analgesia. Es el blanco al que llegan los antiinflamatorios no esteroideos y en este caso lo que buscamos es quitarles la toxicidad, es decir, evitar efectos secundarios que dan origen a problemas renales y gastritis, aclaró. El científico politécnico sostuvo que además de dedicarse al diseño de nuevos fármacos también se avocan al mejoramiento de algunos compuestos ya existentes. El modelado molecular nos permite evitar que los fármacos se biotransformen o sea menos tóxicos, para ello les agregamos grupos funcionales y de esa manera estamos en condiciones de generar tratamientos más inocuos para el ser humano, dijo. Correa Basurto aseveró que en México el modelado molecular es un área muy poco explotada. De hecho, aunque existen otros dos grupos de investigación en el país, el de los investigadores del IPN es el más consolidado, porque lo integran especialistas de diversas ramas del conocimiento. Además de generar nuevos conocimientos y publicarlos en revistas científicas de circulación internacional, tenemos el firme propósito de patentar todos nuestros compuestos desarrollos para que la industria farmacéutica se interese en ellos y, con el paso del tiempo, contribuyan al cuidado de la salud de la población a nivel mundial, concluyó. ===000===