Nueva fórmula para mejorar la efectividad del 60% de los medicamentos

Hacer más efectivos los medicamentos puede convertirse en uno de los logros científicos del futuro inmediato, gracias a un método ideado por un grupo de investigadores del Centro Médico de la universidad de Rochester, en Estados Unidos, que actúa en un mecanismo celular esencial inalcanzado hasta ahora por la medicina.

Según un comunicado de dicha universidad, los científicos creen haber hallado la forma de cambiar la acción de las medicinas del mercado, en algunos de los casos haciéndolas varias veces más efectivas. El hallazgo ha sido publicado en el número de abril de la revista Science, en la que se señala la posibilidad de mejorar los tratamientos de enfermedades coronarias, el cáncer, la diabetes, la depresión o la artritis.

Aunque aún quedan numerosas pruebas por realizar antes de que este método pueda convertirse en una práctica clínica cotidiana, parece muy prometedor. Su efectividad está basada en una nueva forma de manipular una de los mecanismos más importantes de emisión de señales de las células humanas: la de los receptores dobles de la proteína G (GPCRs son sus siglas en inglés).

Procesamiento clave

La proteína G interviene en la transducción de las señales resultantes de la unión de un ligando (moléculas que llegan a la superficie exterior de la célula) con los receptores celulares.

Las células humanas son capaces, a partir de dicha unión, de enviar señales distintas, que ponen en marcha los procesos necesarios de reacción celular ante nutrientes, toxinas, hormonas e incluso partículas luminosas a las que se hallen expuestas las células.

Los GPCRs resultan clave en el procesamiento de dichas señales, ya que hacen posible el flujo de los mensajes visuales, de los de los nervios, las señales que mantienen el ritmo cardiaco, e incluso de las señales que posibilitan las respuestas celulares inmunológicas contra las infecciones.

Estos receptores también juegan un importante papel en el caso de las enfermedades más graves, por lo que son el objetivo de 12 de los 20 medicamentos más vendidos en la actualidad, destinados a enfermedades tan diversas como la esquizofrenia o la mala circulación de la sangre.

La morfina: 11 veces más potente

Una nueva fórmula para regular las actuaciones de los GPCRs a un nivel diferente es lo que plantea este grupo de científicos, liderado por Alan V. Smrcka, profesor asociado de farmacología, fisiología, oncología, bioquímica y biofísica del Centro Médico de la Universidad de Rochester. En la actualidad, muchos medicamentos modifican el comportamiento de los GPCRs fuera de las células, pero los investigadores han conseguido que se regulen sus señales en el interior de las células implicadas en la enfermedad.

De esa manera, pueden controlarse mejor determinadas reacciones del organismo, como el dolor, las inflamaciones o las enfermedades del corazón, dejando el resto de las funciones celulares intactas.

Esta nueva forma de tratamiento consigue que los actuales medicamentos sean mucho más efectivos: los experimentos realizados, por ejemplo, han conseguido que la morfina sea 11 veces más potente de lo habitual.

Los GPCRs forman parte de un proceso en el que las células convierten cualquier tipo de señal recibida en sus superficies en otro conjunto de señales que llegan a su interior. Las proteínas denominadas “receptores” se sitúan en la parte exterior de las superficies celulares y están diseñadas para reaccionar ante dichas señales recibidas de una molécula-señal, denominada ligando (nutrientes, toxinas, hormonas, etc.). Las proteínas están específicamente preparadas para dar una respuesta determinada a cada una de las señales que los receptores “leen”.

Regulación intracelular

Los GPCRs receptores de este tipo, procesadores de señales, tienen como los demás una parte expuesta al exterior de la célula, y otra al interior de ésta. Si, por ejemplo, un ligando se acopla a uno de ellos en la superficie de la célula, el receptor deja que una parte de él, la proteína G, se suelte al interior de la célula, en el que produce una serie de reacciones.

Una vez liberada, la proteína G se descompone en subunidades proteícas que introducen el mensaje biológico del ligando en el interior de la célula. Los investigadores han conseguido intervenir en este proceso en la fase en la que la proteína G, o sus subunidades, es introducida en la célula, mientras que los medicamentos actuales intervienen cuando esta proteína está aún en la superficie celular.

Gracias a los estudios realizados desde 1994, se descubrió que la subunidad gamma de la proteína G tiene un punto flexible que es donde tienen lugar la mayoría de sus interacciones con las enzimas. Ese punto es el objetivo de los nuevos medicamentos en la lucha contra las enfermedades.

Medicamentos que atraviesan la membrana celular

Medicinas similares a las moléculas que interactúan con la subunidad gamma de la proteína G en el interior de la célula, modifican así el comportamiento de ese punto flexible, bloqueando algunas de sus funciones, así como consiguiendo que realice otras funciones determinadas. Los nuevos medicamentos son lo suficientemente pequeños como para pasar a través de la membrana celular y hacer su trabajo en el interior de la célula.

Para conseguirlo, los científicos diseñaron un experimento informático de simulador para saber qué moléculas pudieran ser emuladas por las nuevas medicinas. Descubrieron que dichas medicinas debían quedarse acopladas al punto flexible de la subunidad de proteína G determinada para que su efecto fuese el deseado.

Uno de los compuestos descubiertos para realizar esta labor, denominado M119, tenía la afinidad suficiente con el punto flexible como para que pudieran realizarse los experimentos e intentar que fueran exitosos. Añadieron algunos compuestos más, similares al M119, y se pusieron manos a la obra probando sus efectos para curar infecciones y para aliviar el dolor.

Consiguieron, por un lado, que el M119 redujera la activación de las enzimas que propician las inflamaciones, sin bloquear las señales necesarias para que la célula mantuviera sus funciones básicas. Asimismo, consiguieron también, con el acomplamiento de la molécula del medicamento al punto flexible de la subunidad gamma de la proteína G, que esta subunidad dejara de activar una enzima denominada fosfolipasa C, lo que inhibió la emisión de señales de dolor.

Si, por ejemplo, señala Smrcka en el comunicado de la Universidad de Rochester, pudieran identificarse 50 moléculas, y cada una de ellas propiciara un conjunto de cambios en el comportamiento del punto flexible de la subunidad proteíca, tendríamos un arsenal que garantizaría el control preciso de uno de los más importantes interruptores bioquímicos del cuerpo. Los medicamentos aplicados con esta fórmula serían más efectivos gracias, simplemente, a la modificación de sus objetivos celulares.