¿Qué es el diseño racional de drogas?
Durante la mayor parte de la historia de la ciencia médica, se han descubierto nuevos medicamentos a través de un proceso de prueba y error o simplemente por pura suerte. A medida que la demanda de medicamentos nuevos y más efectivos ha aumentado, un nuevo método de desarrollo de fármacos llamado diseño racional de medicamentos ha comenzado a reemplazar los métodos antiguos. En el diseño racional del fármaco, los compuestos biológicamente activos se diseñan o se eligen específicamente para trabajar con un objetivo de fármaco particular. El diseño racional del fármaco a menudo implica el uso de software de diseño molecular, que los investigadores usan para crear modelos tridimensionales de medicamentos y sus objetivos biológicos. Por esta razón, el proceso también se conoce como diseño de fármacos asistido por computadora.
Un objetivo fármaco, o un objetivo biológico, suele ser uno de los dos tipos. El primer tipo es una molécula en el cuerpo humano que causa enfermedades cuando está defectuosa de alguna manera. El segundo es una molécula de un microorganismo causante de la enfermedad. El desarrollo de fármacos implica descubrir o diseñar nuevos compuestos químicos queinteractuar con estos objetivos de una manera beneficiosa, como interactuar con el colesterol para eliminarlo del cuerpo o interactuar con un virus para causar su muerte.
Los métodos más antiguos para desarrollar nuevos medicamentos tienen varios defectos que hacen que el descubrimiento de drogas sea un negocio costoso. El método más fácil y más rápido para desarrollar un nuevo medicamento es simplemente descubrir, por pura suerte, que un cierto compuesto es biológicamente activo contra un objetivo de interés fármaco. Quizás el incidente más famoso fue el descubrimiento de la penicilina de Alexander Fleming en 1928. El microbiólogo descubrió el primer antibiótico cuando algunos cultivos bacterianos con los que estaba trabajando se contaminó con un hongo bactericida. Por supuesto, este tipo de descubrimiento de posibilidades no ocurre muy a menudo, y la suerte no es algo en lo que las compañías farmacéuticas confíen para el desarrollo de nuevos medicamentos.
El uso del método más comúnD para desarrollar nuevos medicamentos es un proceso largo y a gran escala llamado detección de biblioteca combinatoria. En este proceso, se crean grandes cantidades de compuestos químicos y luego se detectan para la actividad biológica. Si un compuesto dado muestra signos de interacción con un objetivo biológico, recibe más atención y podría convertirse en un nuevo medicamento. Sin embargo, este proceso puede llevar muchos años y enormes cantidades de dinero, e incluso al final del período de desarrollo, el medicamento podría no ser lo suficientemente efectivo o lo suficientemente seguro para el uso humano.
El diseño racional del fármaco es un proceso más simplificado que requiere una cuidadosa consideración del objetivo del medicamento, así como del medicamento en sí. Este método de diseño de fármacos utiliza equipos especiales para examinar la estructura tridimensional de un objetivo fármaco y luego encontrar un compuesto que puede interactuar con el objetivo. Por lo tanto, el diseño racional del medicamento requiere un conocimiento significativo de la química y la biología, porque las interacciones químicas entre los medicamentosy sus objetivos son los que determinan si un medicamento es biológicamente activo.
Los compuestosse pueden ubicar para probar de dos maneras. El primero implica el uso de la detección de la biblioteca combinatoria. En este caso, sin embargo, el proceso se simplifica porque los investigadores que utilizan métodos de diseño de fármacos racionales proyectarán la biblioteca para ver los compuestos de una forma que sea lo suficientemente específica como para interactuar con el objetivo del fármaco de interés. El segundo método implica el diseño real de un compuesto que puede interactuar con el objetivo. Esto requiere la consideración de la composición química del compuesto y el conocimiento de los grupos químicos que el compuesto podría requerir para ser capaz de interactuar con el objetivo del fármaco.
El primer fármaco desarrollado utilizando un proceso de diseño racional del fármaco fue un medicamento antiviral llamado Relenza®. Este fármaco fue diseñado para interactuar con una proteína de influenza llamada neuraminidasa. Sin esta proteína, el virus de la influenza no puede infectar células nuevas; por lo tanto tratamiento con thEl medicamento puede acortar la duración de la enfermedad. Otros medicamentos diseñados racionalmente incluyen fármacos de VIH como Ritonavir e Indinavir, que interactúan con proteínas virales llamadas proteasas.