Medica 2021: Desarrollo de medicamentos – El software tiene en cuenta el movimiento de los átomos

El equipo trabaja en el nuevo software (de izquierda a derecha): Kurt Schardt, Robin Maack y Christina Gillmann. (Foto: View/Reiner Voss)

Muchas enfermedades se tratan a menudo con medicamentos. Para que estos puedan ejercer su efecto, los investigadores necesitan, por ejemplo, información precisa sobre las moléculas superficiales de los virus o bacterias. A menudo, en el desarrollo de medicamentos, se pasa por alto el movimiento de los átomos de estas moléculas. Sin embargo, esto puede tener consecuencias para la eficacia. Un equipo de investigadores trabaja en un software que tiene en cuenta estos movimientos. Es útil, por ejemplo, para el desarrollo de medicamentos. En la feria de tecnología médica Medica, el equipo presentará su trabajo del 15 al 18 de noviembre en Düsseldorf en el stand de investigación de Renania-Palatinado (Hall 3, Stand E80).

Antes de que un medicamento llegue al mercado, pasan muchos años de trabajo de desarrollo. El principio activo debe estar en la concentración correcta en el lugar correcto para ejercer su efecto. Además, se busca que tenga pocos efectos secundarios. Una parte importante en estos compuestos es su estructura química. A menudo, se trata de moléculas de proteínas de cadena larga. "Existe una estructura básica que se repite, llamada backbone o columna vertebral, que está formada por átomos de carbono y nitrógeno", explica el informático Robin Maack, doctorando en el grupo de trabajo "Gráficos por Computadora e Interacción Humano-Computadora" del profesor Dr. Hans Hagen en la Universidad Técnica de Kaiserslautern (TUK). "Hay que imaginar que los átomos no son rígidos, sino que se mueven. Esto puede significar cambios de forma muy fuertes en la columna vertebral del molécula".

Para el desarrollo de moléculas, ciertas configuraciones pueden tener consecuencias. En muchos programas convencionales que representan y visualizan proteínas, se ignoran los procesos de movimiento de los átomos subyacentes. "A menudo se consideran como esferas fijas en el espacio, aunque tienen un cierto rango de movimiento", explica Maack. "Pero los movimientos pueden provocar interacciones entre los átomos".

Maack trabaja actualmente junto con su colega la Dra. Christina Gillmann de la Universidad de Leipzig en un software que calcula este rango de movimiento y lo presenta junto con la visualización original, sin que se oculten las informaciones existentes. "Los usuarios pueden combinar diferentes métodos de visualización y esquemas de color con el software", continúa Maack. "Está diseñado de manera clara y también permite representar las incertidumbres en la posición de los átomos".

Los informáticos alimentan su algoritmo con datos de moléculas simuladas y reales. Aquí, la atención se centra en el movimiento de los átomos. "El programa ahora muestra con mayor precisión qué partes de una molécula son estables y cuáles no", dice Maack.

El método es especialmente interesante para el desarrollo de medicamentos y otros principios activos. La tecnología permite ver rápidamente si tiene sentido y si es posible desarrollar y producir la molécula.

En la feria Medica, el equipo presentará su trabajo.