Carlos Iván López Gil
Es alumno del Doctorado en Ciencias en Biotecnología de la UPP
Actualmente, las tecnologías computacionales han tomado un papel relevante en nuestro día a día, desde permitir comunicarnos hasta realizar un análisis matemático complejo. De esta forma, múltiples áreas o disciplinas se combinan con las ciencias computacionales para brindarnos servicios, un ejemplo es la biología unida a las herramientas informáticas y computacionales para dar lugar a una subdisciplina conocida como bioinformática. Esta alianza busca revolucionar los avances científicos al permitir la compresión de algunos procesos biológicos, así como la búsqueda y modelado de nuevos medicamentos o fármacos que puedan ser útiles u optimizados para el tratamiento o mejora terapéutica de enfermedades.
La bioinformática cuenta con múltiples herramientas de análisis, una de ellas y que podría ser considerada las más utilizada, es el acoplamiento molecular o conocida en el idioma inglés como “docking molecular”. Este proceso tiene como objetivo simular y predecir cómo una molécula química candidata a fármaco interactúa con una proteína específica que está relacionada con una enfermedad o afección de interés. De esta manera, puede medirse y evaluarse su capacidad de unión o interacción, lo que evidenciaría su potencial de impacto positivo en el tratamiento de dicha enfermedad.
El procedimiento antes descrito se centra en una sola molécula, la bioinformática ha logrado optimizar estas herramientas aprovechando la mejora de equipos de cómputo y el incremento de su potencia para disminuir los tiempos en el desarrollo de un posible fármaco, esto debido a que pueden trabajar con conjuntos grandes de moléculas y proteínas, las cuales se encuentran depositadas y almacenadas en “bases de datos”. Estas bases de datos contienen información de las características fisicoquímicas de moléculas con potencial farmacéutico y proteínas relacionadas con enfermedades. La optimización de estos procesos puede involucrar el análisis de varias moléculas que interactúan individualmente contra una proteína objetivo o un proceso inverso, llamado “docking inverso”, el cual evalúa un conjunto de proteínas frente a una molécula en particular. En ambos métodos, se utilizan diversos filtros para descartar rápidamente las moléculas más prometedoras y centrarse en aquellas que tienen las mayores posibilidades de convertirse en un fármaco efectivo. Estos enfoques, que utilizan “docking molecular” y filtrado, son conocido como “cribado virtual”, y tienen la gran ventaja de ahorrar recursos económicos a las industrias farmacéuticas en experimentos costosos de laboratorio. Por lo que los mejores candidatos seleccionados a través de esta técnica pueden ser sometidos a pruebas experimentales para confirmar su eficacia en el tratamiento para una enfermedad.
Asimismo, la bioinformática también ofrece otro enfoque de análisis de la interacción fármaco-proteína conocido como “dinámica molecular”, la cual consiste en una simulación de las condiciones fisiológicas del cuerpo humano a las que estas moléculas estarán expuestas en un tiempo determinado. Esto puede incluir condiciones parecidas a la acidez del estómago y sangre, o la interacción con moléculas de agua en esto fluidos. Es así que, mediante estas simulaciones, se puede observar en tiempo real y con movimiento la interacción de estas moléculas con la proteína objetivo.
En resumen, la simulación del diseño y desarrollo de un fármaco mediante bioinformática, involucra una serie de análisis espacio-temporal y evaluaciones estadísticas. Una vez seleccionados los mejores fármacos candidatos, se busca optimizar su actividad contra la enfermedad y reducir posibles efectos secundarios.
La importancia de la bioinformática en el descubrimiento y desarrollo de fármacos ha sido evidente, especialmente durante la pandemia del SARS-CoV-2, la cual ha demostrado reducir costos y tiempos en comparación con los métodos tradicionales de desarrollo de medicamentos. En este contexto, podemos considerarla como una herramienta guía que apoya a los científicos a identificar de manera rápida y precisa compuestos de importancia terapéutica o farmacéutica.
Fuente: milenio.com