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Tercer Milenio

Ciencia para hacer más fiables las simulaciones de nuevos fármacos

El trabajo de una científica aragonesa del ICMA sobre la movilidad del agua a escala ‘nano’ protagoniza la portada de la prestigiosa revista internacional ‘Physical Chemistry Chemical Physics’. Su investigación, centrada en cálculos realizados con una potente red de ordenadores, tiene aplicaciones en biomedicina.

La física del proceso. En la figura grande, la proteína aparece en color azul rodeada de los átomos de oxígeno e hidrógeno (composición del agua). Al lado, una molécula de agua interrelacionándose con otras.
La física del proceso. En la figura grande, la proteína aparece en color azul rodeada de los átomos de oxígeno e hidrógeno (composición del agua). Al lado, una molécula de agua interrelacionándose con otras.
Heraldo.

La vida, la enfermedad y los nuevos medicamentos juegan su papel a una escala microscópica. Las proteínas y las enzimas se acoplan con otras o con inhibidores causando reacciones, a menudo, cruciales para nuestra vida. Y las farmacéuticas son algunas de las empresas que tratan, experimentando una y otra vez, de dar con las combinaciones que pueden suponer una cura o una mejora de algunos síntomas.

Sin embargo, todo este baile de nanopartículas se hace en un entorno rodeado de agua (no en vano se dice que somos, aproximadamente, un 60% agua) que fluye y condiciona decisivamente cada experimento.

Una científica aragonesa del Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (ICMA) –centro mixto de la Universidad de Zaragoza y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas– acaba de conseguir que una de las revistas internacionales más prestigiosas de Física (la ‘Physical Chemistry Chemical Physics’) dedique su portada a la investigación que inició en el año 2012, y que aporta una fiabiliad sin precedentes a cientos de experimentos virtuales en biomedicina. También han colaborado en la investigación otros dos científicos: Diego Prada Gracia y Fernando Falo Forniés, ambos vinculados a la Universidad de Zaragoza.

María Carmen Morón Lafuente explica que las simulaciones que hasta ahora hacían los laboratorios de todo el mundo no reproducían bien las propiedades físicas del agua que tienen que ver con su movimiento, a pesar de que es, precisamente el agua, el entorno en el que se hacen muchos de los experimentos.

"Las farmacéuticas hacen ensayos para probar, por ejemplo, cómo hacer para inhibir la actividad de una proteína. Van paso a paso, primero in vitro, después en animales... hasta que consiguen el fármaco que bloquea la biomolécula y que además no es nocivo para el cuerpo humano. Esto cuesta mucho dinero porque son muchas pruebas, pero si lo puedes hacer con simulaciones, en el ordenador, puedes guiar los experimentos ahorrando tiempo y dinero, y logrando la fiabilidad necesaria siempre que se consiga que simulaciones tan complejas sean fiables", explica Morón, miembro del departamento de Teoría y Simulación en Ciencia de los Materiales.Un "microscopio virtual"

La investigadora ha utilizado complejos modelos matemáticos y físicos (gracias a un clúster de ordenadores de alta potencia ubicados en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Zaragoza).

Habitualmente, las simulaciones realizadas funcionan a modo de "microscopio virtual", pero Morón ha llevado a cabo un añadido decisivo: que esta herramienta siga y reproduzca fielmente la dinámica de las moléculas de agua que están en continuo movimiento tanto en agua aislada como alrededor de las biomoléculas (proteínas, ADN).

Los resultados obtenidos permiten hacer predicciones fiables con respecto al agua que rodea dichas biomoléculas (también llamada agua biológica, que puede hallarse por ejemplo en el interior del cuerpo humano, donde existen medios acuosos como la sangre) y que es esencial para la correcta función biológica de las mismas, entrando con ello en el campo de las aplicaciones bionanomédicas.

El trabajo tiene en cuenta también otros factores, como los tiempos en los que realizan sus movimientos las moléculas de agua, que se sitúan en la escala de los nanosegundos e inferiores (un segundo de los que miden nuestros relojes de pulsera equivale a 1.000 millones de nanosegundos).

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