Notícies

14 de juliol de 2020 - Notes de Premsa

Nova eina per estudiar un dels elements bàsics en l’èxit dels fàrmacs

El resultat de l'estudi, que publica Nature Methods, pot facilitar el desenvolupament de nous fàrmacs relacionats amb malalties com el càncer o l'Alzheimer. La nova eina permet accedir a un gran nombre de simulacions molt petita escala, a nivell atòmic, el més bàsic, del comportament d'un dels elements crucials a quasi totes les respostes fisiològiques humanes. Aquest treball és fruit d'un consorci de centres de recerca internacionals liderats per investigadors de l'Institut Hospital del Mar d'Investigacions Mèdiques, la Universitat Pompeu Fabra i  l'Instituto Paul Scherrer de Suïssa i el suport de la Universitat Autònoma de Barcelona.

Els receptors acoblats a proteïna G (GPCRs) són un dels elements bàsics en la resposta a estímuls com la picada d'un mosquit o l'emoció que sentim davant un gol del nostre equip de futbol favorit. De fet, són diana de gairebé el 40% dels fàrmacs actuals. Però, fins ara, els investigadors no disposaven d'una eina que utilitzés simulacions moleculars per analitzar i entendre completament la seva funció.

És per aquest motiu que un consorci format per 23 institucions de 10 països d'Europa i dels Estats Units han unit forces per dissenyar una eina que permeti comprendre millor el funcionament d'aquests receptors, la feina dels quals consisteix en transmetre senyals a l'interior de la cèl·lula. La plataforma GPCRmd és el fruit d'aquest treball, liderat i coordinat pel Grup de recerca en desenvolupament de fàrmacs en base a GPCRs del Programa de Recerca en Informàtica Biomèdica (GRIB) de l'Institut Hospital del Mar d'Investigacions Mèdiques (IMIM) i la Universitat Pompeu Fabra. En ell també han participat de forma destacada investigadors de l'Institut Paul Scherrer (PSI) de Suïssa i de la Universitat Autònoma de Barcelona.

La Dra. Jana Selent, investigadora Miguel Servet a l'IMIM i autora principal de l'estudi, explica que "hem utilitzat una tecnologia d'última generació, que requereix un coneixement molt específic, com són les simulacions moleculars, per a generar un recurs en línia en el qual els científics de diferents disciplines poden, fàcilment, inspeccionar i analitzar un exhaustiu número de simulacions moleculars de GPCRs". Això els permetrà, segons el Dr. Ramon Guixà-González, investigador postdoctoral en el PSI de Suïssa i coautor principal d'aquest estudi, "extreure informació rellevant per a l'estudi i el desenvolupament de nous fàrmacs relacionats amb malalties tan importants com el càncer i l'Alzheimer". Altres autors principals de l'estudi són Ismael Rodríguez Espigares i Mariona Torrens Fontanals, investigadors postdoctoral i predoctoral del GRIB.

 

Simulacions a escala atòmica per entendre com funcionen

Els GPCRs es troben a la membrana cel·lular i transmeten la informació que causa les respostes fisiològiques del cos a l'interior de la cèl·lula. Per aquest motiu, són de vital importància per a molts fàrmacs. La nova plataforma permet analitzar el seu funcionament  molt petita escala, a escala atòmica, amb l'ajuda d'un nou software desenvolupat recentment. Gràcies a ell, les simulacions realitzades, utilitzant un protocol comú, per cadascun dels grups que formen part del consorci, s'han pogut transferir i visualitzar utilitzant un simple navegador. Això permet explotar la informació en línia i de forma oberta per a l'ús de tots els investigadors que treballen en el desenvolupament de nous tractaments que tinguin com a diana els GPCRs.

En l'actualitat, aquesta eina cobreix aproximadament el 70% dels GPCRs amb estructura coneguda. L'objectiu dels investigadors és arribar al 100% i, a la vegada, crear una eina que realitzi de forma automàtica la simulació i la publicació de noves simulacions. No descarten que aquest sistema es pugui exportar en el futur a altres famílies de proteïnes amb interès per al desenvolupament de nous fàrmacs.

 

Article de referència

Rodriguez-Espigares et al. GPCRmd unveils the dynamics of the 3D-GPCRome. 2020, Nature Methods; https://www.nature.com/articles/s41592-020-0884-y