Desarrollar medicamentos: El software incorpora el movimiento de los átomos

Esta tecnología les permite ver rápidamente si tiene sentido e incluso es posible desarrollar y producir la molécula

08.11.2021 - Alemania

Los medicamentos suelen ser útiles en el tratamiento de diversas enfermedades. Para que sean eficaces, los investigadores necesitan información precisa sobre las moléculas superficiales de los virus o las bacterias, por ejemplo. A menudo se descuida el movimiento de los átomos de estas moléculas al desarrollar los medicamentos. Pero esto puede tener consecuencias para su eficacia. Un equipo de investigadores está trabajando en un software que incorpora esos movimientos. Esto es útil, por ejemplo, para el desarrollo de medicamentos. El equipo presentará su trabajo en la feria de tecnología médica Medica, que se celebra del 15 al 18 de noviembre en Düsseldorf, en el stand de investigación de Renania-Palatinado.

Pasan muchos años de trabajo de desarrollo antes de que los medicamentos entren realmente en el mercado. Es esencial que el principio activo se suministre en la concentración correcta en el lugar adecuado para que despliegue todo su efecto. Al mismo tiempo, debe haber pocos efectos secundarios. La estructura química desempeña un papel importante en estas sustancias. En su mayoría, se trata de moléculas proteicas de cadena larga. "Hay una estructura básica que se repite constantemente, la llamada columna vertebral, formada por átomos de carbono y nitrógeno", explica el informático Robin Maack, estudiante de doctorado en el grupo de Informática Gráfica e Interacción Humana con el Ordenador del profesor Dr. Hans Hagen en la Universidad Técnica de Kaiserslautern (TUK). "En este contexto tenemos que tener en cuenta que los átomos no son rígidos, sino que se mueven. Esto podría implicar fuertes cambios en la forma de la molécula, especialmente en el caso de la columna vertebral".

Para la evolución de las moléculas, ciertas constelaciones pueden tener consecuencias. En muchos programas convencionales que representan y visualizan las proteínas, no se tienen en cuenta los procesos de movimiento de los átomos subyacentes. "Los átomos se consideran a menudo como esferas fijas en el espacio, aunque tienen un cierto espacio de movimiento", explica Maack. "En el proceso, los movimientos pueden provocar interacciones entre los átomos".

Junto con su colega, la Dra. Christina Gillmann, de la Universidad de Leipzig, Maack trabaja actualmente en un software que calcula este espacio para el movimiento y lo muestra junto con la visualización original sin tapar la información existente. "Con el software, los usuarios pueden combinar diferentes métodos de visualización y códigos de color", continúa Maack. "Tiene un diseño fácil de usar y permite representar las incertidumbres posicionales de los átomos".

Para ello, los informáticos utilizan datos de moléculas simuladas y reales para alimentar sus algoritmos. La atención se centra en la observación de los movimientos atómicos. "El programa muestra ahora con mayor precisión qué posiciones de una molécula son estables y cuáles no", dice Maack.

Este método es especialmente interesante para el desarrollo de fármacos y otras sustancias activas. Esta tecnología permite ver rápidamente si tiene sentido e incluso es posible desarrollar y producir la molécula.

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