Un nuevo avance permite diseñar medicamentos más eficientes y saludables

Un equipo de científicos de Japón ha encontrado un nuevo método para hacer que los medicamentos actúen solo en el lugar del cuerpo donde se necesitan, evitando que se extiendan por nuestro organismo y acaban desencadenando efectos secundarios no deseados. El descubrimiento abre la puerta además a una nueva forma de diseñar medicamentos que pueden acabar con enfermedades como la osteoporosis, los trastornos neurológicos o la obesidad.

TE PUEDE INTERESAR

La carrera por revelar el origen de las supuestas naves 'alien' recién descubiertas

Avi Loeb

Cuando un fármaco entra en nuestro organismo, las moléculas que lo componen están diseñadas para encontrar receptores en las células que pueden desencadenar una respuesta determinada en nuestro cuerpo enfermo. Sin embargo, es imposible evitar que esas moléculas sigan circulando por nuestro torrente sanguíneo y se unan a otros receptores causando efectos secundarios no deseados.

Los investigadores japoneses han descubierto ahora una nueva forma de activar uno de esos receptores de manera exclusiva, permitiendo crear una nueva generación de fármacos que presentan efectos secundarios leves o inexistentes. "Comprender el mecanismo molecular nos permitirá diseñar fármacos óptimos", afirma Kazuhiro Kobayashi, estudiante de doctorado y autor del nuevo estudio publicado en la revista Nature.

Cómo lo han hecho

Los investigadores se han centrado en un receptor de las células llamado GPCR que está acoplado a la proteína G. Según el equipo, cerca de un tercio de todos los fármacos existentes actúan controlando la activación del GPCR, aunque esas moléculas no siempre acaban alcanzando el objetivo específico que buscan.

“Si la membrana celular es como una galleta Oreo, el GPCR es como una serpiente con siete segmentos que entra y sale de la superficie del sándwich”, explican los investigadores en un comunicado. "Esos bucles extracelulares son los receptores de las moléculas de los medicamentos y cuando se unen a ellas desencadenan la activación de las proteínas G y la proteína ß-arrestina que está unida al lado del receptor que hay dentro de la célula y que transmite la información que acaba desencadenando la reacción del cuerpo. Así es como vemos, olemos y saboreamos, que son sensaciones de mensajes luminosos, olfativos y gustativos”, aseguran.

Una forma de lograr que las moléculas lleguen a sus objetivos específicos y no se despisten por el camino sería activar el GPCR desde el interior de la célula en lugar de hacerlo desde el exterior, algo que no se había conseguido hasta ahora. Los investigadores japoneses, sin embargo, han encontrado ahora un nuevo modo de activación del GPCR que lo consigue y que está relacionado con el metabolismo óseo: el receptor humano de la hormona paratiroidea de tipo 1 o PTH1R.

Un descubrimiento inspirado en la osteoporosis

El descubrimiento del equipo de Kobayashi está basado en sus investigaciones anteriores sobre la osteoporosis y cómo se forman los huesos en modelos animales. Su objetivo era encontrar nuevas estrategias para diseñar fármacos que activen el receptor de la hormona paratiroidea. "Los tratamientos para la osteoporosis dirigidos contra la PTH1R requieren una dosificación estricta, tienen restricciones administrativas y aún no existen alternativas mejores", afirma el investigador.

En sus pruebas el equipo utilizó la criomicroscopía electrónica —una forma de microscopía muy utilizada en biología en la que la muestra se encuentra a temperaturas extremadamente bajas— para observar la estructura tridimensional del PTH1R y la proteína G unida a una molécula que crearon en el laboratorio llamada PCO371. Los investigadores vieron que la estructura del PTH1R unida al PCO371 puede modular de forma directa y estable la parte del interior de la célula del PTH1R. Y como el PCO371 activa sólo la proteína G y no la ß-arrestina, no causa efectos secundarios, aseguran.

El equipo cree que este modo de unión tan específico lo hace perfecto para el desarrollo de nuevos fármacos que traten trastornos como la obesidad, el dolor, la osteoporosis y las enfermedades neurológicas".

Medicamentos sin efectos secundarios

Como ya contamos aquí, el de los investigadores japoneses no ha sido el único esfuerzo reciente para conseguir medicamentos sin efectos secundarios. Un grupo de investigadores estadounidenses ha creado un nuevo modelo computacional que es capaz de examinar con precisión más de 11.000 millones de compuestos diferentes. De esta manera, aseguran, pueden crear medicamentos que se acoplen mejor a nuestro cuerpo.

"Lo que necesitamos son tratamientos más precisos y menos dañinos que sean igual de eficaces", declaró en su momento el doctor Bryan L. Roth, profesor de Farmacología de la Universidad de Carolina del Norte (UNC). Pero ese proceso no es ni fácil ni barato. "En el pasado, los científicos probaban las moléculas una por una contra un objetivo terapéutico en una operación larga y costosa", asegura Roth.

Roth y un grupo multidisciplinar de investigadores de distintos centros universitarios de EEUU se han unido para crear V-Synthes, un nuevo método computacional desarrollado por el doctor de la Universidad del Sur de California, Vsevolod Katritch. La diferencia de este método con los modelos computacionales anteriores es que permite a los científicos identificar primero las mejores combinaciones de componentes que permitan crear moléculas que se adapten mejor a los receptores.

Los resultados de su investigación están detallados en un artículo publicado en la revista Nature. "V-Synthes representa un gran avance en el campo del descubrimiento de fármacos", dice Roth. "Es fácilmente escalable y adaptable, y debería abrir nuevas perspectivas en el descubrimiento de sustancias químicas potencialmente terapéuticas para un gran número de trastornos a un ritmo nunca antes posible".