los investigadores de U of T han desarrollado una nueva tecnología para crear moléculas más duraderas que combaten enfermedades y que podrían conducir a medicamentos con efectos más duraderos
La versión en espejo de los medicamentos existentes duraría más tiempo en el cuerpo gracias a su capacidad para evitar la descomposición por enzimas en el estómago y el torrente sanguíneo. Para los pacientes, esto significaría inyecciones de medicamentos menos frecuentes y más medicamentos podrían estar disponibles como píldoras.
Sin embargo, diseñar estas drogas ha sido complicado.
Ahora, un equipo de investigadores dirigido por Philip Kim, profesor de ciencias de la computación y genética molecular en el Centro Donnelly de Investigación Celular y Biomolecular de la Universidad de Toronto, ha desarrollado una nueva tecnología para fabricar péptidos de imagen especular, que se unen y activan los receptoresen la superficie de las células. Crearon versiones de imágenes especulares de fármacos de gran éxito, el péptido similar al glucógeno 1 GLP1 y la hormona paratiroidea PTH. GLP1 se usa ampliamente para tratar la diabetes y la PTH es un tratamiento para el hipoparatiroidismo, una afecciónque el cuerpo produce muy poca PTH y afecta la función muscular y la osteoporosis. Ambas contrapartes de imagen especular tuvieron efectos más largos en las células que las drogas existentes.
Los hallazgos se describen en la edición en línea temprana del 29 de enero de la Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
"Los péptidos de imagen especular no son reconocidos y degradados por las enzimas en el estómago o el torrente sanguíneo y, por lo tanto, tienen un efecto duradero", dice Kim. La otra ventaja, dijo, es que los péptidos de imagen especular también pasan desapercibidos por el sistema inmunesistema, que a menudo confunde péptidos naturales con invasores extranjeros y, por lo tanto, limita la eficacia del fármaco.
Los péptidos están hechos de moléculas llamadas aminoácidos. Por razones que no se entienden completamente y que se remontan al origen de la vida, casi todos los aminoácidos en el mundo natural se presentan en una forma geométrica. Sus átomos están dispuestos de tal maneraeso hace que toda la molécula de aminoácido parezca zurda o "L" para abreviar. Como resultado, los péptidos naturales también son zurdos. Debido a que los péptidos producidos por microbios, plantas y animales pueden ser dañinos, el cuerpo humano ha evolucionado eficientementeformas de purgarlos.
Pero si invierte la orientación geométrica de un péptido, al hacer una imagen especular del mismo, aún puede unir receptores correctos mientras pasa desapercibido más allá de los mecanismos de defensa del cuerpo. Los péptidos con imagen especular se pueden hacer en el laboratorio a partir de aminoácidos sintéticos diestrosácidos, que también se conocen como "D" para dextrorotario.
A diferencia de los péptidos L rectos, que pueden convertirse con bastante facilidad en una forma D, la mayoría de los péptidos biológicamente activos se tuercen en hélices, y hasta ahora no ha habido una buena manera de diseñar sus contrapartes de imagen especular a gran escala, dijo Kim.
Utilizando un enfoque puramente computacional, el equipo de Kim pudo eliminar este obstáculo. Comenzaron con la base de datos pública más grande que contiene información estructural para tres millones de péptidos helicoidales. Luego crearon un algoritmo para voltear estos péptidos en sus contrapartes D. Finalmente,el equipo buscó en esta nueva biblioteca virtual de péptidos de imagen especular aquellos que mejor se ajustaban a GLP1 y PTH.
Una vez que encontraron la coincidencia, los investigadores hicieron sintetizar los péptidos D y probaron su capacidad para activar sus receptores en la superficie de la célula. Descubrieron que tanto D-GLP1 como D-PTH provocaban respuestas celulares similares a sus contrapartes naturales perotuvo un efecto más duradero.
"Estamos investigando si la D-PTH podría administrarse por vía oral porque está evitando la descomposición en el estómago", dice Kim. "Para la medicación dosificada con frecuencia, esto es de gran interés, ya que tomar una píldora es mucho más fácil que teneruna inyección. Esto podría llevar a que se tomen muchos más péptidos como píldoras "
Actualmente, los pacientes que toman GLP1, que fue descubierto en la U de T por el profesor Daniel Drucker, del Departamento de Medicina, o PTH, deben inyectarse estos medicamentos a diario.
Kim está trabajando con la oficina de patentes de U of T para proteger su tecnología mientras explora oportunidades para asociarse con la industria farmacéutica para comercializar la investigación. También está desarrollando versiones de péptidos que funcionan contra los virus del dengue y el virus del Zika en el espejo.para hacerlos más duraderos en el torrente sanguíneo.
"Estamos probando nuestro enfoque en tantos péptidos interesantes como podamos", dijo Kim.
El estudio fue financiado por becas de investigación del Instituto Canadiense de Investigación en Salud y el Consejo Nacional de Investigación de Ciencias e Ingeniería de Canadá.
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Materiales proporcionados por Universidad de Toronto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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