APLICAN CIENTÍFICOS DEL IPN MODELADO MOLECULAR PARA DISEÑAR NUEVOS FÁRMACOS

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 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.
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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.
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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
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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.
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“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.
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