Avance técnico podría ayudar potencialmente el desarrollo de fármacos en el futuro.

0
299

¿Cuáles son los avances técnicos en el desarrollo de los fármacos?

Muchos medicamentos funcionan encajando en un sitio específico en una proteína, o bien el bloqueo de la función de proteínas, actuando como un “inhibidor” o mediante el bloqueo en una posición “ON”. La determinación de la estructura detallada en 3-D de una proteína a un nivel muy fino es importante en el desarrollo de fármacos, ya que revela detalles clave sobre cómo interactúan las drogas y proteínas. La comprensión de estos detalles puede permitir a los científicos diseñar nuevos fármacos que bloquean la función de una proteína (si la función es responsable de una enfermedad), o mejore su función (si la falta de actividad está causando un problema).

Un equipo de investigación dirigido por el Dr. Sriram Subramaniam del Instituto Nacional del Cáncer del NIH (Instituto Nacional del Cáncer) ha estado trabajando para determinar la estructura de las proteínas en alta resolución usando una técnica de imagen llamada crio-microscopía electrónica (crio-ME). Hasta hace poco, los más altos estructuras de proteínas resolución se determinaron por cristalografía de rayos X, una técnica que requiere una proteína a la primera ser cristalizado en una 3-D forma fija. Cryo-EM no requiere la cristalización, pero no se ha logrado previamente resoluciones que puede visualizar átomos individuales dentro de una estructura.

En su nuevo estudio, el equipo utilizó crio-EM para determinar la estructura de una pequeña proteína bacteriana llamada beta-galactosidasa, que funciona como una enzima en la célula. Un medicamento llamado feniletil-beta-D-tiogalactopiranósido (PETG) cabe en un bolsillo en la enzima para apagarlo.

Los investigadores se congelaron rápidamente en una mezcla de la enzima y el fármaco a una temperatura extremadamente baja (aproximadamente -196 ° C a -210 ° C, o -320 ° F a -346 ° F). La técnica, llamada de inmersión de congelación, estabiliza rápidamente el agua alrededor de las proteínas sin permitir que los cristales de hielo perjudiciales a la forma. Este enfoque mantiene las proteínas en su forma natural y los protege durante la exploración. El uso de un microscopio electrónico, el equipo examinó a continuación la estructura de la enzima sola y con el fármaco. Los resultados fueron publicados en línea el 7 de mayo de 2015, en la ciencia .

El equipo combinó más de 40.000 imágenes moleculares para construir un mapa de la estructura de la beta-galactosidasa con destino a PETG a una resolución de alrededor de 2,2 angstroms (alrededor de una mil millonésima parte de un metro de tamaño). Ellos no sólo determinan cómo PETG encaja en la proteína, sino también mapean moléculas individuales de agua e iones dentro de la estructura. Este tipo de detalle es lo que se necesita para entender las interacciones entre las diferentes pruebas y ayudar en el desarrollo de fármacos.

“El hecho de que la tecnología de la crio-EM nos permite una imagen de proteína relativamente pequeña en alta resolución en un entorno casi nativo, y sabiendo que la estructura no se ha cambiado por cristalización, que es un cambio de juego,” dice Subramaniam.

El grupo cree que la crio-EM puede convertirse en una herramienta clave para revelar la estructura de las proteínas y por lo tanto para ayudar en los esfuerzos de diseño y desarrollo de fármacos.

Fuente: NIH. National Institutes of Health