¿Qué técnicas computacionales se utilizan para descubrir fármacos?

Imagen creada por estudiante del CICESE obtiene la portada de importante revista

Ensenada, Baja California, México. Con una imagen que representa la forma en que se aplican técnicas computacionales para analizar y detectar moléculas potencialmente útiles para el desarrollo de fármacos, Joel Ricci López, estudiante del doctorado en Nanociencias que ofrecen el CICESE y la UNAM, obtuvo la portada del Journal of Chemical Information and Modeling.

La imagen, creada con software especializado, sintetiza una metodología en la que Joel, junto con sus asesores, está trabajando para hacer aportaciones que mejoren su precisión, ya que ofrece ventajas de interés para la industria farmacéutica: reduce costos y tiempos en las etapas tempranas de desarrollo de fármacos.

Esta metodología se denomina cribado virtual basado en estructura. En la imagen seleccionada para la portada de la revista, Joel explica gráficamente cómo inicia el método con una biblioteca virtual que contiene datos de miles y hasta millones de moléculas entre las que se deben seleccionar aquellas que, por sus características, serán materia prima para desarrollar un fármaco para, eventualmente, tratar enfermedades.

“Hacerlo en el laboratorio consume muchísimos recursos tanto económicos como de tiempo, entonces la idea es, si no sustituir, por lo menos tratar de que exista una sinergia entre los métodos computacionales y experimentales para poder encontrar mejores candidatos”, explica Joel. Siguiendo un sentido vertical, la imagen muestra que después de ese “escaneo” virtual se encuentra una molécula representada de cuatro formas distintas, en alusión al método ensemble docking o -en español- acoplamiento molecular en conglomerado.

“Diferentes conformaciones de nuestro blanco molecular, nuestra proteína, son utilizadas para representar la flexibilidad de este blanco molecular”, detalla Joel Ricci. La imagen continúa con un elemento computacional, con lo que se representan las técnicas de inteligencia artificial como el aprendizaje de máquina, que se aplican en este tipo de estudios para integrar los resultados. Para finalizar la creación gráfica, Joel colocó un cuarto elemento que representa el resultado que se obtiene: estimar si la molécula tiene o no potencial farmacológico específicamente para la proteína que se está evaluando.

Detrás de la imagen no solamente están las habilidades, conocimientos y percepción estética de Joel, sino el trabajo de investigación que lleva a cabo en este campo asesorado por los doctores Carlos Brizuela Rodríguez y Sergio Águila Puentes, investigadores del CICESE y UNAM, respectivamente. “Lo más importante de nuestra imagen es que representa de forma sencilla lo que estamos planteando en el estudio sin perder el tono técnico que suele estar relacionado con este tipo de investigaciones”, destaca Ricci.

Cribado virtual, ¿por qué es importante mejorarlo?

Al conversar con Joel no se puede evitar reflexionar si, ante las ventajas y resultados del cribado virtual, los laboratorios y experimentos de química clásicos dejarán de existir para ser sustituidos por métodos completamente virtuales. De acuerdo con el artículo “¿Qué sabe Ud. acerca de… Cribado Virtual?”, esta metodología ha dado resultados exitosos pues, por citar algunos ejemplos, se han descubierto fármacos para tratar el glaucoma y la malaria e inhibidores de la proteasa del VIH y proteínas del SARS.

Hasta ahora el método es útil en la etapa temprana del descubrimiento de fármacos, fase que conlleva una gran demanda de infraestructura y recursos para evaluar diferentes compuestos químicos. Por medio del cribado virtual basado en estructura es posible evaluar cientos de miles o hasta millones de moléculas en un tiempo mucho menor en comparación con un laboratorio, siempre y cuando se cuente con los suficientes recursos computacionales.

Sin embargo, en la eficiencia de tiempo y recursos se sacrifica precisión, es por ello la importancia de estudiarlo y realizar aportaciones que contribuyan con la exactitud del método.

La experiencia

Para Joel Ricci, el proceso de creación de la imagen y su exitosa publicación, fue ágil y grato, incentivado principalmente por Carlos Brizuela, quien tomó en cuenta que Joel ya tenía experiencia trabajando con las herramientas para producir este tipo de gráficos. “Esas colaboraciones y esa multidisciplinariedad que tiene y fomenta el CICESE, son de lo más importante para que surjan estas nuevas áreas con mucho potencial; yo soy uno de los beneficiarios de eso”, concluye el estudiante.

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