Cómo descifrar estructuras biológicas en busca de medicamentos

Glaucius Oliva se refirió al trabajo en el Centro de Investigación e Innovación en Biodiversidad y Fármacos durante la FAPESP Week London, y a la colaboración británica en la biología estructural hecha en Brasil

Por Heitor Shimizu, desde Londres  |  Agência FAPESP – La biología estructural reúne principios de la biología molecular, la bioquímica y la biofísica en el estudio de la estructura molecular y la dinámica de las macromoléculas, en particular de las proteínas y los ácidos nucleicos. 

Su objetivo consiste en entender cómo tales moléculas adquieren su estructura y de qué manera alteraciones en dicha estructura afectan su funcionamiento. Este conocimiento puede emplearse en la obtención de productos naturales de compuestos, para su uso en medicamentos contra los más diversos tipos de enfermedades, por ejemplo.  

Glaucius Oliva, profesor titular sénior del Instituto de Física de São Carlos (IFSC), de la Universidad de São Paulo (USP), y uno de los pioneros de esta área en Brasil, comentó en la FAPESP Week London, realizada durante los días 11 y 12 de febrero de 2019 en la capital inglesa, que aprendió sobre biología estructural con sir Tom Blundell, en ese entonces docente del Birkbeck College-University of London (y actualmente en la University of Cambridge), cuando cursó su doctorado en dicha institución británica, culminado en 1988. 

“La biología estructural británica forma parte del origen de la biología estructural en Brasil”, declaró Oliva a Agência FAPESP. El conocimiento adquirido en el marco de la colaboración con científicos británicos le permitió a Oliva organizar en Brasil grupos de investigación de biología estructural y desarrollar el área en el país. “Entre 1995 y 2017, Brasil aumentó un 400% su porcentaje de publicaciones en el área de biología estructural en el mundo, y actualmente es responsable de alrededor del 2,5% del total producido”, dijo Oliva.  

Treinta años después de haber estudiado con Blundell –y luego de haber presidido el Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq) de Brasil entre 2011 y 2015– Oliva dirige actualmente el Centro de Investigación e Innovación en Biodiversidad y Fármacos (CIBFar), uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID) de la FAPESP. 

El CIBFar es una iniciativa que es el resultado de proyectos de investigación colaborativos que comprenden la participación del Laboratorio de Química Medicinal y Computacional y el Laboratorio de Biofísica Molecular del IFSC-USP, el Núcleo de Bioensayos, Biosíntesis y Ecofisiología de Productos Naturales del Instituto de Química de la Universidade Estadual Paulista (Unesp), el Laboratorio de Síntesis Orgánica del Instituto de Química de la Universidad de Campinas (Unicamp), el Laboratorio de Productos Naturales y Síntesis Orgánica de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar) y el Laboratorio de Productos Naturales de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de Ribeirão Preto, de la USP. 

“La misión del CIBFar consiste en promover avances en ciencia básica y aplicada que lleven al descubrimiento eficaz de fármacos mediante la aplicación de ensayos bioquímicos, biológicos y farmacológicos, como así también de métodos avanzados de química medicinal, química de los productos naturales, química orgánica sintética y biología molecular y estructural”, dijo.  

Oliva explicó que los investigadores del centro utilizan la ciencia básica y la ciencia aplicada, y desarrollan tecnología para estudiar plantas, microorganismos, organismos marinos, péptidos y compuestos sintéticos en busca de moléculas que consideran de interés. 

“Son moléculas que podrán servir de blancos en ensayos de inhibición enzimática, fenotípicos o computacionales”, dijo. El objetivo final consiste en hacer posible el desarrollo de medicamentos contra enfermedades tales como el mal de Chagas, el paludismo, la leishmaniasis, el zika, el cáncer y otras.  

En su conferencia durante la FAPESP Week, realizada en la Royal Society, la academia de ciencias del Reino Unido, el pasado 11 de febrero, Oliva brindó ejemplos de estructuras cristalinas de enzimas extraídas de parásitos tropicales que fueron develadas por los científicos del CIBFar, tales como la gliceraldehído-3-fosfato desidrogenasa, obtenida del Trypanossoma cruzi, el protozoo transmisor de la enfermedad de Chagas, o la adenina-fosfororribosil transferasa, obtenida del Leishmania, el parásito causante de la leishmaniasis. 

“Más recientemente hemos llevado a cabo estudios en biología estructural de proteínas del virus del Zika referentes a las estructuras cristalográficas de la ARN NS5-dependiente-ARN-polimerasa (RdPd) [una enzima hallada en virus que cataliza la replicación del ARN], la NS3-helicasa [presente en el virus del Zika; es una enzima que promueve la apertura de la hélice de ARN en el proceso de replicación] y la NS3-proteasa [una enzima sintetizada por el virus para activar todas las proteínas vitales]. 

“Nuestros esfuerzos apuntan a identificar inhibidores y a desarrollar posibles antivirales. Aparte de los referentes al virus del Zika, hemos logrado hacer importantes progresos en estudios estructurales y funcionales de otros arbovirus que circulan en Brasil, tales como los que causan la fiebre amarilla y el chikunguña”, dijo Oliva. 

Nuevas colaboraciones con el Reino Unido

“La FAPESP Week London constituye una oportunidad para interactuar con científicos británicos que trabajan en áreas similares a las nuestras, y el CIBFar ofrece excelentes oportunidades para la colaboración en estudios conjuntos con el Reino Unido. Ya tenemos diversas colaboraciones de este tipo marcha”, dijo Oliva.  

El investigador citó, a modo de ejemplo de la colaboración con el Reino Unido que mantienen científicos del CIBFar, el proyecto de investigación seleccionado en enero en el marco de una convocatoria a la presentación de propuestas emitida por la FAPESP en alianza con el Medical Research Council y el Newton Fund. 

El objetivo de esta convocatoria consiste en financiar Centros de Colaboración en Enfermedades Infecciosas Olvidadas. Dichos centros constituirán un modelo de cooperación a los efectos de impulsar las alianzas existentes y sentar las bases para la concreción de nuevas colaboraciones entre científicos del estado de São Paulo y británicos. 

El proyecto al que Oliva hace mención apunta a investigar productos naturales en busca de compuestos químicos que puedan utilizarse en el desarrollo de medicamentos contra la leishmaniasis y la enfermedad de Chagas. Además del científico, toman parte de este proyecto en carácter de investigadores principales Adriano Andricopulo (USP, coordinador del proyecto), Mônica Tallarico Pupo (USP), Vanderlan Bolzani (Universidade Estadual Paulista) y Paulo Cézar Vieira (Universidad Federal de São Carlos). Por el lado británico, los investigadores principales son Kevin Read, Ian Gilbert y Susan Wyllie, de la University of Dundee.

Conozca más sobre el CIBFar en: cibfar.ifsc.usp.br. 

Lea más sobre la FAPESP Week London: www.fapesp.br/week2019/london/.