La química computacional, una aliada de los nuevos fármacos
El descubrimiento de nuevos compuestos bioactivos, especialmente fármacos, para enfermedades sin tratamiento y para afecciones en las que la población ha desarrollado cierta resistencia farmacológica, es uno de los retos más importantes en el campo de la salud en la actualidad.
Tradicionalmente, debido al gran coste económico que implican y a sus dificultades técnicas, ha sido la industria farmacéutica quien se ha ocupado del estudio de dichas cuestiones. Sin embargo, desde hace unas dos décadas, existen metodologías basadas en la química computacional que permiten acelerar dichos hallazgos, y que pueden ser desarrolladas de manera eficiente en un entorno académico a un coste menor.
Este es el caso de un proyecto dirigido por Carlos Martínez Cortés, del departamento del Grado en Ingeniería Informática de la UCAM, que trabaja en el descubrimiento de fármacos mediante cribado virtual o in silico. El cribado virtual (VS, del inglés Virtual Screening) consiste en el análisis computacional de bases de datos de compuestos, dirigido a identificar y seleccionar un número limitado de candidatos que posean la actividad biológica deseada sobre una diana terapéutica específica; es decir, compuestos de los que se pueda derivar un fármaco que actúe contra una enfermedad en concreto. Posteriormente, los compuestos seleccionados serían probados en un laboratorio, por lo que se reduce el número de pruebas y se ahorra en el coste de dichos componentes o sustancias.
El proyecto también incluye el desarrollo y mejora de herramientas web para realizar cribado virtual. Esta actividad requiere de una gran potencia de cálculo, por lo que se suele realizar en centros de supercomputación, pero no todo el mundo tiene acceso a ellos. Gracias a diversas herramientas web desarrolladas por el grupo BIO-HPC (Bioinformatics and High Performance Computing) de la UCAM, cualquier investigador puede realizar este tipo de cálculos sin tener acceso a un centro de supercomputación, según explica Carlos Martínez Cortés.
Ese mismo grupo de investigación desarrolla MetaScreener, una colección de software que integra diversos programas de cribado virtual –pertenecientes a técnicas tales como docking, similaridad y farmacofóricas– que permite realizar costosos cálculos en supercomputadores y donde los datos obtenidos se procesan de forma automática, ordenándolos en tablas y gráficas. Además, es de código abierto, por lo que puede ser usado por toda la comunidad científica. Tanto MetaScreener como los citados servidores web se encuentran accesibles a través de: http://bio-hpc.eu/software/
Además de varios artículos ya publicados en revistas científicas de gran prestigio, entre los principales resultados de este proyecto destacan las patentes sobre el tratamiento de la obesidad y la Covid-19, así como los resultados obtenidos en los estudios del Zika, Dengue e Inflamasoma, que verán la luz en inminentes publicaciones. Asimismo, el investigador Martínez Cortés, que ha participado de manera activa en la mejora de herramientas de cribado virtual de BIO-HPC tales como dia-db y achilles, ha anunciado que “en breve liberaremos la colección de software metascreener”.
Proyecto Descubrimiento y optimización de compuestos bioactivos mediante técnicas avanzadas de química computacional, dirigido por Carlos Martínez Cortés, del departamento del Grado en Ingeniería Informática de la UCAM. Este proyecto cuenta con la colaboración de la Fundación Séneca y del Fondo Social Europeo (FSE).