Dentro del cuerpo humano, el mismo medicamento puede interactuar con múltiples moléculas. Este fenómeno se conoce como 'polifarmacología' y, según la interacción, un medicamento puede curar una enfermedad o causar efectos secundarios en el paciente. Por lo tanto, es críticocree un medicamento que pueda alcanzar el objetivo molecular correcto, minimizando el riesgo de interacciones moleculares no deseadas. Esta interacción selectiva se ha logrado típicamente a través de una amplia experimentación de laboratorio: cada nuevo medicamento potencial debe someterse a una larga serie de ensayos para verificar su efectividad y especificidad.El proceso es lento y costoso.
Un equipo de científicos, que reúne a investigadores de diferentes instituciones japonesas, ha creado un recurso en línea que tiene el potencial de revolucionar esta situación. El Instituto Okinawa de Ciencia y Tecnología de la Universidad de Graduados OIST, el Instituto de Biología del Sistema, elLa Universidad de Tokio y el Centro RIKEN de Medicina Integrativa colaboraron estrechamente para crear 'systemsDock', un recurso en línea gratuito que permite al usuario verificar virtualmente la efectividad y especificidad de un posible medicamento. La sección IT de OIST proporcionó soporte técnico clave para el proyectoSu trabajo fue publicado en Investigación de ácidos nucleicos.
"El proceso de creación de un nuevo medicamento puede durar fácilmente diez años, incluso cuando todo transcurre sin problemas", explicó el Dr. Kun-Yi Hsin, primer autor y miembro de la Unidad de Sistema Abierto Integrado de OIST. "Una vez que tenga uncompuesto prometedor, todavía puede interactuar con múltiples moléculas biológicas. Como resultado, uno puede tener efectos adversos y los pacientes pueden morir por los efectos secundarios o, debido a los efectos secundarios, los pacientes no pueden tomar el medicamento. Un problema típico escardiotoxicidad "
systemsDock ha sido diseñado para examinar virtualmente de manera eficiente y práctica las interacciones entre medicamentos potenciales y objetivos biológicos, y así identificar medicamentos prometedores. El recurso en línea verifica cómo el medicamento potencial puede unirse a las moléculas dentro del ser humanocuerpo - un proceso llamado 'acoplamiento'. En systemsDock, los investigadores mejoraron significativamente la precisión del acoplamiento, ya que este es el aspecto crítico en la predicción de las interacciones entre el fármaco y la molécula biológica.
La predicción de acoplamiento mejorada no es la única característica de esta nueva herramienta de investigación. "Hay otros recursos en línea que proporcionan predicciones de acoplamiento", dijo Hsin. "Pero este tipo de sitios web generalmente permiten al usuario examinar una serie de medicamentoscontra un solo objetivo biológico. systemsDock permite a los usuarios detectar muchos medicamentos potenciales y muchos objetivos biológicos al mismo tiempo "
Además, SystemsDock permite al usuario explorar la interacción entre el fármaco y la molécula biológica en el contexto más amplio del sistema biológico en el que ocurre la interacción. "La biología de sistemas es un campo relativamente nuevo: la idea principal detrás de esto es la integración dediferentes sistemas biológicos en una sola descripción. Entonces, cuando todo se junta, es como un mapa ", dijo Hsin. systemsDock usa estos mapas para realizar un examen más completo y obtener una comprensión más profunda de la interacción de las drogas con el sistema biológico.
Crear uno de estos mapas es una empresa compleja, que puede tomar hasta tres años si el tema del mapa es un nuevo aspecto de la biología. "Todo este tiempo y esfuerzo deben utilizarse, y - gracias a la colaboracióncon expertos curadores de mapas del Instituto de Biología del Sistema, proporcionamos una herramienta excepcional para hacer eso ", dijo Hsin. Los mapas centrados en enfermedades específicas, como el Alzheimer, el Parkinson y la Influenza, ya se han creado y se pueden usar en los sistemas Dock.
Los resultados del proceso de detección son complejos, porque el control de múltiples medicamentos y múltiples objetivos biológicos genera muchas interacciones. Pero estas interacciones son fáciles de monitorear, ya que systemsDock es capaz de navegar por los mapas, cambiando los colores de las conexiones entre las diferentes moléculasy medicamentos según su tipo de interacción. Esta característica hace que sea fácil, incluso para los científicos con un conocimiento técnico limitado, utilizar la herramienta de investigación, que también puede mostrar la estructura 3D de las sustancias involucradas.
"systemsDock puede proporcionar un compuesto prometedor para la investigación, reduciendo la cantidad de tiempo y recursos necesarios para desarrollar un medicamento", dijo Hsin. "También puede reducir la probabilidad de error, y esto es beneficioso para todo el proceso de desarrollo de medicamentos"
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Materiales proporcionado por Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa - OIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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