Probar el efecto de miles de compuestos en el metabolismo celular
Nuevas aplicaciones para medicamentos de eficacia probada
Los investigadores de la Universidad de Basilea son capaces de comprobar en paralelo los efectos de más de 1.500 compuestos en el metabolismo celular. Su análisis también ha permitido descubrir mecanismos desconocidos hasta ahora para fármacos conocidos. Este enfoque podría ayudar a los científicos a predecir mejor los efectos secundarios y encontrar usos adicionales para los medicamentos disponibles en el mercado.
¿Cómo alteran las sustancias activas los procesos metabólicos de las células? Responder a esta pregunta proporcionaría pistas valiosas para el desarrollo de nuevos medicamentos. Sin embargo, investigar los modos de acción de toda una biblioteca de compuestos habría exigido muchos recursos en el pasado.
Investigadores del Departamento de Biomedicina de la Universidad de Basilea acaban de presentar un método para comprobar los efectos metabólicos de miles de sustancias activas al mismo tiempo. Han publicado los resultados de este método, conocido como metabolómica de alto rendimiento, en la revista científica Nature Biotechnology.
Predecir efectos secundarios e interacciones
"Cuando conocemos mejor cómo intervienen exactamente las sustancias activas en el metabolismo celular, se puede acelerar el desarrollo de medicamentos", explica el profesor Mattia Zampieri. "Nuestro método proporciona una caracterización adicional de las sustancias, a partir de la cual podemos inferir posibles efectos secundarios o interacciones con otros medicamentos".
Los investigadores, dirigidos por el Dr. Laurentz Schuhknecht, autor principal del estudio, cultivaron células en miles de pequeños pocillos de placas de cultivo celular. A continuación, trataron las células de cada pocillo con una de las más de 1500 sustancias de una biblioteca de compuestos y utilizaron un método llamado espectrometría de masas para medir cómo cambiaban miles de pequeñas biomoléculas del interior de las células (conocidas como metabolitos) tras el tratamiento.
Esto permitió al equipo de investigación recopilar datos sobre los cambios de más de 2000 productos metabólicos en las células para cada compuesto activo. A continuación, compararon estos cambios con los obtenidos en células no tratadas mediante un análisis asistido por ordenador. El resultado fue una visión general de los efectos sobre el metabolismo celular de cada principio activo, que les proporcionó una imagen muy precisa de su respectivo modo de acción.
Nuevas aplicaciones para medicamentos de eficacia probada
"Los medicamentos disponibles en el mercado pueden influir en el metabolismo celular mucho más de lo que habíamos imaginado", afirma Zampieri, resumiendo los resultados de los experimentos. Destacan especialmente los modos de acción desconocidos hasta ahora de medicamentos comunes. Por ejemplo, el equipo descubrió que el tiratricol, un fármaco para tratar una enfermedad rara que afecta a la función de la glándula tiroides, aparte de su modo de acción primario también influye en la producción de ciertos nucleótidos, los componentes básicos de la síntesis del ADN.
"Por lo tanto, este medicamento podría ser un buen candidato para un nuevo campo de aplicación: modular la biosíntesis de nucleótidos y, por lo tanto, utilizarse, por ejemplo, en la terapia del cáncer para inhibir el crecimiento tumoral", afirma Schuhknecht.
Los datos exhaustivos de métodos de alto rendimiento como éste pueden ayudar a entrenar la inteligencia artificial para diseñar nuevos medicamentos. "Nuestra visión a largo plazo es emparejar los perfiles metabólicos específicos de una enfermedad con el modo de interferencia metabólica de miles de compuestos candidatos para desentrañar el mejor medicamento capaz de revertir los cambios moleculares inducidos por la enfermedad", afirma Zampieri.
Para acercarse a esta visión, no sólo es importante comprender la acción de las sustancias sobre el metabolismo, subraya el farmacólogo. Es igualmente importante cómo procesa el cuerpo humano las sustancias activas y, por tanto, cómo modifica su efecto. Por ello, los científicos siguen investigando para examinar más de cerca la interacción entre el organismo y las sustancias activas.
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