Carlos Lagos y los procesos en el diseño de fármacos
El desarrollo de fármacos es una actividad aún poco explorada en nuestro país.
Por Carolina Gallegos
El académico investigador Carlos Lagos es químico farmacéutico de la Pontificia Universidad Católica de Chile y Doctor en Biotecnología de la Universidad Andrés Bello. El Dr. Lagos es profesor de las asignaturas Farmacoquímica I y II en la Escuela de Química y Farmacia de la Facultad de Ciencia, e integra el claustro de profesores del Doctorado en Biología Celular y Biomedicina de la Universidad San Sebastián (USS).
Entre sus líneas de investigación se encuentra la química biológica y el diseño de fármacos siendo esta última una actividad de alto riesgo con una baja tasa de éxito y aún poco explorada en nuestro país.
El desarrollo de un medicamento puede durar alrededor de 10 a 15 años. En la primera etapa se comienza con un número muy elevado de moléculas de las que al mercado se llega sólo con una, es un negocio de alto riesgo pero que al mismo tiempo posee una gran expectativa de ganancia donde pueden existir utilidades de alrededor de 400 millones de dólares. Como el proceso es costoso la idea es trabajar en etapas tempranas utilizando toda la tecnología posible, combinando técnicas de bioinformática, biología celular y molecular.
Dentro de las etapas del proceso se realiza una búsqueda primaria para identificar las redes moleculares asociadas a una enfermedad. Actualmente con técnicas bioquímicas podemos separar todos los componentes de una célula, sus genes y sus proteínas. Al descifrar el genoma, los genes se enlazan y forman redes de comunicación que modulan la actividad en la célula. Para encontrar cuáles son los genes importantes se extraen células de un paciente que esté aquejado por una enfermedad para revelar qué genes tiene en aumento y cuáles están disminuidos en su expresión, comparada con una persona normal. Existen técnicas por las cuáles se puede aumentar la expresión de un gen en un modelo animal o en una célula y a la vez existen otros modelos donde se modifica el ADN de un animal para que no produzca esa proteína.
Una vez identificado y validado el posible blanco molecular, el diseño de fármacos está influenciado por el modelo de la llave (fármaco) y la cerradura (diana molecular) que enmarca la especificidad de los blancos terapéuticos y la complementariedad geométrica de las formas moleculares. Así, es posible encontrar los compuestos líderes que tengan afinidad con la diana molecular. Estos compuestos son sometidos a una serie de ensayos y pruebas en modelos celulares y animales para verificar si los compuestos tienen o no propiedades terapéuticas para ciertas enfermedades.
Existen dos métodos; el de fuerza bruta que básicamente consiste en tomar los compuestos y probarlos uno a uno, y por otro lado los sistemas miniaturizados que permiten utilizar menos reactivos, permitiendo ensayar hasta 250 mil compuestos al día, se mide la actividad biológica de moléculas candidato y se establece cuáles son las propiedades que tienen esos compuestos químicos para comenzar los estudios de relación estructura-actividad, los cuales permiten entender qué características fisicoquímicas tiene una molécula en su estructura que permite su unión con una mayor o menor afinidad al blanco terapéutico. Estas propiedades son importantes, ya que también determinan el destino que tendrá en el organismo.
Finalmente, se realiza una validación usando modelos animales que presentan la enfermedad que se desea combatir, con el fin de identificar los compuestos con mayor potencial de avanzar a la etapas posteriores del desarrollo de medicamentos.
Carolina Gallegos, Divulgación Científica DIUSS.