Con programas computacionales se diseñó la estructura de una molécula que permitiría quitarle funcionalidad a la proteína HIF (Factor Inducible por Hipoxia), para impedir que las células cancerígenas generen nuevos vasos sanguíneos y sobrevivan.

Según explica la química farmacéutica Carolina Ordóñez, de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.), en la búsqueda de un medicamento que pueda atacar el cáncer sin afectar las partes sanas del cuerpo se deben identificar los puntos en los que las células malignas difieren de las normales. 

“Existen muchos aspectos en común porque las células cancerígenas surgen de las sanas. Una de las diferencias es que las primeras se reproducen de forma acelerada”, amplió la investigadora Ordóñez. 

En tumores sólidos la multiplicación descontrolada de estas células conduce a la formación de nuevos vasos sanguíneos que utilizan para nutrirse y seguir creciendo. Este proceso es conocido como angiogénesis y es regulado por la proteína HIF, por lo que la investigadora Ordóñez lo convirtió en el principal objetivo a atacar, asesorada por su director de tesis, el profesor Fabián Orozco-López, del Departamento de Química de la U.N. 

La proteína está compuesta por dos partes idénticas, cada una con dos secciones que tienen puntos de contacto claves que permiten que la proteína lleve a cabo su función. 

“El objetivo fue diseñar una molécula que se ubicara en la región donde las dos secciones hacen contacto para así quitarle funcionalidad a la proteína HIF. Así se evitaría la generación de vasos capilares, las células dejarían de estar comunicadas con el torrente sanguíneo y morirían”, detalló la química farmacéutica. 

Para eso utilizaron programas computacionales que permiten crear la estructura de moléculas y estimar cómo sería su comportamiento. Con estas herramientas es posible predecir si la molécula tendría interacción tanto con los puntos de la proteína que son de interés para la investigación como con sus propiedades de absorción, distribución, metabolización, eliminación y toxicidad (ADMETox). 

En total se diseñaron 80 moléculas denominadas “compuestos heterocíclicos” porque en su estructura se incluyen elementos diferentes al carbono. Luego se llevaron a cabo ensayos virtuales para estimar las propiedades ADMETox y predecir la interacción de las moléculas con los puntos de contacto de las secciones de la proteína. 

Finalmente se obtuvo una molécula (III-3) que presentó muy buenos resultados, ya que logró interactuar con los puntos más cruciales de la proteína para detener su acción. 

Síntesis de moléculas 

Se necesitaba una molécula lo suficientemente grande para que atravesara la membrana celular y se localizara en el interior de la célula, pero que no superara los espacios de la proteína en los que la molécula debía ubicarse. 

Los investigadores también plantearon una ruta para sintetizar la molécula, en la que se busca evitar el uso de compuestos costosos y de disolventes tóxicos para el medioambiente. 

El profesor Orozco es uno de los líderes del Grupo de Estudios en Síntesis y Aplicaciones de Compuestos Heterocíclicos (Gesach), y con un equipo de estudiantes ya inició la fase de síntesis de las moléculas que se consideran promisorias. “Trabajamos síntesis orientadas a la diversidad, lo que nos permite obtener múltiples moléculas con estructuras distintas y por lo tanto con diversas aplicaciones a nivel biológico”, detalló el docente Orozco. 

El uso de los programas computacionales, que forma parte del diseño racional de fármacos, permite reducir tiempo y recursos para comprobar si un compuesto es viable para desarrollar un medicamento a futuro. 

“Antiguamente se debían sintetizar cientos de compuestos y probarlos todos en blancos biológicos, hacer pruebas in vitro o in vivo para ver cuál podría tener potencial actividad biológica y convertirse en fármacos. Pero gracias a las herramientas computacionales ahora se puede hacer esa selección de los compuestos de manera rápida”, amplió el docente. 

Aunque es solo una predicción que puede tener cambios en la vida real, estos programas permiten, entre otras cosas, estimar si la molécula podría ingresar a las células, o si afectaría a las células sanas. 

“El cáncer es una enfermedad difícil de tratar y pese a que ya existen muchos medicamentos disponibles, la mayoría causa efectos adversos que afectan gravemente la calidad de vida de los pacientes, por eso se debe seguir investigando”, concluyó la investigadora Ordóñez.

Fuente: agenciadenoticias.unal.edu.co