Los químicos de la UF avanzan una nueva frontera en el diseño de fármacos

Foto cortesía de Matthew Eddy.

Un equipo de investigación investiga un mecanismo largamente olvidado detrás del tratamiento de enfermedades

Por Emma Barrett - 22 de febrero de 2023

Un equipo de investigadores de la UF ha avanzado en nuestra comprensión de las capas protectoras de las células, un descubrimiento microscópico con un gran potencial para el diseño de fármacos futuros. El equipo, que incluye a Matthew Eddy, profesor asistente de química, y los estudiantes graduados Naveen Thakur y Arka Ray, publicó sus hallazgos en la importante revista científica Nature Communications. Los hallazgos allanaron el camino para el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas asociadas con afecciones patológicas como la inflamación, las enfermedades neurodegenerativas y el cáncer con el objetivo de avanzar en el diseño de fármacos.

Según los investigadores, los receptores acoplados a proteína G (GPCR), que están incrustados en los fosfolípidos de las membranas celulares, son una parte crucial de muchos procesos fisiológicos. Detectan señales de estímulos externos, como hormonas, neurotransmisores y fármacos, y las transmiten al interior de la célula, desencadenando una respuesta fisiológica. A pesar de su importancia, dado que un tercio de los medicamentos aprobados por la FDA se dirigen a los GPCR, la comprensión científica de los mecanismos detrás de la señalización de los GPCR sigue siendo limitada. Por lo tanto, el equipo buscó ampliar este conocimiento.

“Nuestro estudio resalta la importancia de investigar con mayor detalle la membrana celular, ya que estas proteínas de señalización celular pasan la mayor parte del tiempo allí”, dijeron los investigadores.

Después de probar la respuesta a los fármacos en una variedad de entornos de membrana, descubrieron que la composición de la membrana celular puede alterar significativamente la respuesta de las proteínas receptoras a los fármacos. En consecuencia, los factores hereditarios o ambientales que influyen en la composición de la membrana celular, como el metabolismo, la dieta y las enfermedades, pueden afectar la forma en que los fármacos interactúan con el cuerpo humano.

Los nuevos conocimientos obtenidos de esta investigación muestran que lípidos específicos pueden tener un impacto significativo en la activación de un tipo de GPCR que actúa como un objetivo importante en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson y varios cánceres. El equipo destaca el potencial para la exploración futura de este receptor, llamado receptor de adenosina A2A, como objetivo para inmunoterapias contra el cáncer.

En última instancia, la investigación proporcionó nuevos conocimientos sobre la regulación de los procesos celulares mediante los GPCR y proporcionó nuevos criterios para el diseño racional de fármacos que tengan mejor en cuenta el entorno celular, lo que evidentemente aumenta la eficacia del fármaco y contribuye al descubrimiento de fármacos.

Los hallazgos fueron posibles gracias a un enfoque científico integrado entre grupos de investigación de la Universidad de Florida, los Institutos Nacionales de Salud y la Universidad de Delaware. "Estamos orgullosos de ser parte de un equipo colaborativo e interdisciplinario que empleó una amplia gama de metodologías experimentales, computacionales y basadas en células para abordar el problema de investigación desde múltiples ángulos", dijeron los investigadores.

Mientras navegaban por el enfoque múltiple, los estudiantes graduados de la UF que lideraron el estudio tuvieron la oportunidad de desarrollar habilidades críticas para su desarrollo profesional, incluida la comunicación científica, la gestión de proyectos y el trabajo en equipo.

"Durante el transcurso de este proyecto, he experimentado un crecimiento notable como investigador", dijo Thakur. "Mis aspiraciones profesionales son liderar la investigación sobre el descubrimiento de fármacos de vanguardia en la industria farmacéutica y estoy seguro de que mi experiencia actual me ha preparado para tener éxito en mi futura carrera".

Lea el estudio completo aquí.