Imagen: Thierry Parel
¿Se puede sintetizar de nuevo un analgésico para conocer mejor el mecanismo por el cual las proteínas se unen a los canales de comunicación? Investigadores europeos utilizan técnicas informáticas punteras para sintetizar de nuevo un analgésico derivado de la proteína XEP-018, identificada en el veneno de Conus consors, una especie de caracol marino.
El estudio está parcialmente financiado por el proyecto CONCO («Venómica aplicada de la especie de cónido Conus consor para una producción más rápida, barata, segura y ética de fármacos biomédicos innovadores»), que cuenta con un presupuesto de más de 10 millones de euros en virtud del área temática «Ciencias de la vida, genómica y biotecnología aplicadas a la salud» del Sexto Programa Marco (6PM) de la UE.
CONCO, que cuenta con diecinueve socios europeos más el Instituto J. Craig Venter de Estados Unidos, está utilizando el veneno de caracol marino para crear nuevas moléculas terapéuticas.
«Todos los sentidos de nuestro cuerpo se transmiten hacia y desde el cerebro a través de las neuronas», indica el Dr. Henry Hocking de la Universidad de Utrecht. «El veneno de los cónidos presenta péptidos que pueden interrumpir este circuito. El mecanismo de acción de estos péptidos se basa en su unión a las salidas de los canales de comunicación situados en los tejidos musculares que reciben la señal neuronal. Es parecido a un tapón. Una vez colocado, no se puede transmitir la señal al cerebro y no se siente dolor».
El Dr. Hocking y sus colaboradores utilizaron resonancia magnética nuclear (RMN) para recrear la estructura tridimensional de la proteína XEP-018. Esta prometedora molécula fue descubierta por los miembros de CONCO y descrita recientemente por Philippe Favreau, investigador de los Laboratorios Atheris en Suiza, y colaboradores en el British Journal of Pharmacology.
El professor Alexandre Bonvin de Utrecht comenta acerca de la técnica de la RMN: «La RMN es una técnica conocida por su uso en hospitales, donde se utilizan las imágenes obtenidas por resonancia magnética. Las personas se someten a un campo magnético y se generan imágenes de ellas. En esta RMN, disponemos proteínas en su interior y las bombardeamos con ondas electromagnéticas. En lugar de obtener imágenes, medimos la distancia existente entre los átomos. Al conocer todas las distancias entre los átomos, se puede tratar de reconstruir un modelo tridimensional de la proteína.»
Sin embargo, cabe destacar que la RMN no indica la estructura tridimensional de estos péptidos. Gracias a diversos cálculos, los datos obtenidos en la RMN se pueden transformar en una estructura proteínica tridimensional.
El estudio está parcialmente financiado por el proyecto CONCO («Venómica aplicada de la especie de cónido Conus consor para una producción más rápida, barata, segura y ética de fármacos biomédicos innovadores»), que cuenta con un presupuesto de más de 10 millones de euros en virtud del área temática «Ciencias de la vida, genómica y biotecnología aplicadas a la salud» del Sexto Programa Marco (6PM) de la UE.
CONCO, que cuenta con diecinueve socios europeos más el Instituto J. Craig Venter de Estados Unidos, está utilizando el veneno de caracol marino para crear nuevas moléculas terapéuticas.
«Todos los sentidos de nuestro cuerpo se transmiten hacia y desde el cerebro a través de las neuronas», indica el Dr. Henry Hocking de la Universidad de Utrecht. «El veneno de los cónidos presenta péptidos que pueden interrumpir este circuito. El mecanismo de acción de estos péptidos se basa en su unión a las salidas de los canales de comunicación situados en los tejidos musculares que reciben la señal neuronal. Es parecido a un tapón. Una vez colocado, no se puede transmitir la señal al cerebro y no se siente dolor».
El Dr. Hocking y sus colaboradores utilizaron resonancia magnética nuclear (RMN) para recrear la estructura tridimensional de la proteína XEP-018. Esta prometedora molécula fue descubierta por los miembros de CONCO y descrita recientemente por Philippe Favreau, investigador de los Laboratorios Atheris en Suiza, y colaboradores en el British Journal of Pharmacology.
El professor Alexandre Bonvin de Utrecht comenta acerca de la técnica de la RMN: «La RMN es una técnica conocida por su uso en hospitales, donde se utilizan las imágenes obtenidas por resonancia magnética. Las personas se someten a un campo magnético y se generan imágenes de ellas. En esta RMN, disponemos proteínas en su interior y las bombardeamos con ondas electromagnéticas. En lugar de obtener imágenes, medimos la distancia existente entre los átomos. Al conocer todas las distancias entre los átomos, se puede tratar de reconstruir un modelo tridimensional de la proteína.»
Sin embargo, cabe destacar que la RMN no indica la estructura tridimensional de estos péptidos. Gracias a diversos cálculos, los datos obtenidos en la RMN se pueden transformar en una estructura proteínica tridimensional.
Análisis RMN
El equipo realiza un análisis mediante RMN en el grid combinando el middleware gLite, la siguiente generación de programas de interconexión para la computación en grid, con la infraestructura electrónica de WENMR. El proyecto WENMR («Una infraestructura electrónica mundial para RMN y biología estructural») está respaldado por el tema de «Infraestructuras» del 7PM de la UE con un presupuesto de 2,15 millones de euros.
«Para lograr obtener la estructura tridimensional de las proteínas, se debe repetir el proceso muchas veces», afirmó el profesor Bonvin. «Tenemos que realizar miles de cálculos o incluso más. Obtienes la respuesta en un par de horas. WENMR, en total, tuvo un volumen de trabajo el año pasado de aproximadamente 1,5 millones de tareas, lo que corresponde a, aproximadamente, 850 años de uso de la unidad central de procesamiento (CPU).»
El equipo de Utrecht está viendo la posibilidad de establecer un grid de sobremesa exclusivo en la universidad, que ayudaría a mejorar los recursos informáticos de los investigadores.
El consorcio CONCO se está preparando también para iniciar los ensayos clínicos de XEP-018. «Se han diseñado, sintetizado y analizado muchos análogos. El producto se encuentra actualmente en fase preclínica para el tratamiento de la distonía», afirmó Reto Stöcklin, director del equipo científico de CONCO y jefe de la PYME suiza Atheris Laboratories. «Nuestro objetivo final es evitar las inyecciones y elaborar un fármaco útil para todo el mundo. Se podrían utilizar formas farmacéuticas específicas como los parches o péptidos de penetración cutánea, y de eso modo creemos que XEP-018 tiene muchas posibilidades de éxito.»
Los investigadores destacan que el estudio WENMR está aportando a los programadores de la comunidad global del software los medios necesarios para compartir conocimientos y fomentar una mayor cooperación.
El equipo realiza un análisis mediante RMN en el grid combinando el middleware gLite, la siguiente generación de programas de interconexión para la computación en grid, con la infraestructura electrónica de WENMR. El proyecto WENMR («Una infraestructura electrónica mundial para RMN y biología estructural») está respaldado por el tema de «Infraestructuras» del 7PM de la UE con un presupuesto de 2,15 millones de euros.
«Para lograr obtener la estructura tridimensional de las proteínas, se debe repetir el proceso muchas veces», afirmó el profesor Bonvin. «Tenemos que realizar miles de cálculos o incluso más. Obtienes la respuesta en un par de horas. WENMR, en total, tuvo un volumen de trabajo el año pasado de aproximadamente 1,5 millones de tareas, lo que corresponde a, aproximadamente, 850 años de uso de la unidad central de procesamiento (CPU).»
El equipo de Utrecht está viendo la posibilidad de establecer un grid de sobremesa exclusivo en la universidad, que ayudaría a mejorar los recursos informáticos de los investigadores.
El consorcio CONCO se está preparando también para iniciar los ensayos clínicos de XEP-018. «Se han diseñado, sintetizado y analizado muchos análogos. El producto se encuentra actualmente en fase preclínica para el tratamiento de la distonía», afirmó Reto Stöcklin, director del equipo científico de CONCO y jefe de la PYME suiza Atheris Laboratories. «Nuestro objetivo final es evitar las inyecciones y elaborar un fármaco útil para todo el mundo. Se podrían utilizar formas farmacéuticas específicas como los parches o péptidos de penetración cutánea, y de eso modo creemos que XEP-018 tiene muchas posibilidades de éxito.»
Los investigadores destacan que el estudio WENMR está aportando a los programadores de la comunidad global del software los medios necesarios para compartir conocimientos y fomentar una mayor cooperación.