La transmisión de información a través de proteínas podría revolucionar el descubrimiento de fármacos

Las proteínas son cadenas de aminoácidos que, plegadas según determinados patrones estructurales y, también, desplegadas, ejecutan las funciones dentro de las células. Las proteínas reciben señales que se transmiten de una a la siguiente y que son básicas para la vida. Pero dentro de una proteína dada, ¿existen “autopistas” a través de las cuales viajan las señales, como una carrera de relevos? Es decir, ¿cómo se transfiere la información dentro de una proteína dada? “Esta es una de las preguntas clave en biofísica”, dice Xavier Salvatella, Profesor de Investigación ICREA en el Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) (España) y jefe del laboratorio de Biofísica Molecular.

El último trabajo en este campo, que publica en edición online avanzada Nature Communications, en colaboración con Modesto Orozco también en el IRB Barcelona, experto en simulaciones biocomputacionales, señala que la transmisión de información a larga distancia dentro de las proteínas existe, se puede observar y lo demuestran para todas las proteínas que contienen láminas beta, uno de los dos patrones estructurales que adoptan las proteínas plegadas.

“Estamos descubriendo los caminos de transmisión de información dentro de las proteínas y este concepto que hemos validado para un tipo de proteínas, nos permite especular que dentro de las proteínas existen muchas otras superficies válidas donde podría interactuar un fármaco”, describe Salvatella.

El equipo de investigadores ha descubierto cómo diversas partes de las proteínas aun estando físicamente alejadas están correlacionadas. “En las proteínas ocurre lo mismo que en una coreografía con bailarines, donde los movimientos de los integrantes están conectados aun estando lejos. Si el primero levanta un brazo, el último también”, describe el investigador.

Los fármacos actúan en un determinado punto o dominio activo de una proteína diana para una enfermedad específica. En la mayoría de enfermedades infecciosas y en cáncer, uno de los problemas es que el punto donde actúa el fármaco evoluciona y muta, y el fármaco deja de ser eficiente.

El concepto ahora validado por los investigadores del IRB Barcelona lleva a pensar que es tan válido aquel punto donde iba el fármaco como cualquier otro punto en la cadena de transmisión de información.

Los investigadores han estudiado más de 18.000 proteínas para observar cómo ocurre la transmisión de información en su interior. El avance es clave para el descubrimiento de fármacos. (Imagen: IRB Barcelona - Nature Communications)

“Si esto es así –que todo indica que sí– seríamos capaces de encontrar muchos otros lugares dentro de la estructura de una proteína en los que sería igual o más eficiente interceder con un fármaco. Puntos que a pesar de ser distantes del lugar clave o funcional de la proteína tendrían el mismo efecto”, razona Salvatella.

Explica el investigador que ya existen muchos fármacos que actúan en puntos que no son el lugar activo pero se han encontrado de forma casual, con screenings masivos de moléculas y al ver después que se unía a un lugar imprevisto. “Este sistema evidentemente no es eficiente. Debemos poder sistematizarlo y si lo conseguimos tendremos delante una manera potentísima de descubrir fármacos”, dice el investigador.

Además de empujar el campo conceptual, Salvatella está trabajando con proteínas de interés biomédico. “Ya sabemos suficiente para en paralelo buscar los caminos para las proteínas asociadas a enfermedad y si conseguimos tener éxito habremos hallado una mina para el descubrimiento de fármacos”, afirma.

Los primeros autores del artículo son los investigadores postdoctorales Bryn Fenwick del grupo de Xavier Salvatella, actualmente en el Instituto Scripps de California, y Laura Orellana del grupo de Modesto Orozco, hoy en el Science for Life Laboratory, del Royal Institute of Technology, en Estocolmo.

El trabajo se ha llevado a cabo dentro del programa conjunto en Biología Computacional del BSC, CRG e IRB Barcelona. (Fuente: IRB Barcelona)

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