Superordenadores contra virus mutantes

Ahora casi se ha olvidado, pero hace menos de dos a?os el virus del ?bola se hab¨ªa convertido en una amenaza mundial. El desarrollo de la vacuna contra la enfermedad fue muy veloz, pero en un brote de un microbio letal unos pocos meses pueden significar miles de muertos. Durante los ¨²ltimos a?os, la supercomputaci¨®n ha tratado de desarrollar sistemas para acelerar la creaci¨®n de armas contra este tipo de enfermedades y parece que la aplicaci¨®n de sus resultados est¨¢ muy cerca.

El Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputaci¨®n (BSC-CNS) y el Institut de Recerca de la Sida IrsiCaixa han anunciado recientemente la creaci¨®n de un m¨¦todo bioinform¨¢tico para mejorar el tratamiento del VIH. La eficacia de los antirretrovirales con los que se combate esta enfermedad depende de las mutaciones con las que el virus se adapta a circunstancias cambiantes. Cuando cambia el virus, es necesario cambiar el tratamiento. Ahora, esas modificaciones se realizan a partir de la informaci¨®n acumulada con el estudio de pacientes. Este m¨¦todo es ¨²til, pero no sirve, por ejemplo, cuando hay que enfrentarse a una mutaci¨®n que no hab¨ªa sido registrada. El nuevo sistema, publicado en el Journal of Chemical Information and Modeling, superar¨ªa estas limitaciones.

Se sabe que la estructura de las mol¨¦culas que componen los virus o nuestras c¨¦lulas es fundamental para entender su funci¨®n. Como si fuesen piezas de un rompecabezas, los virus son capaces de acoplarse a las c¨¦lulas y secuestrarlas para ponerlas a su servicio. Los f¨¢rmacos funcionan tambi¨¦n como piezas que bloquean las prote¨ªnas que le sirven al pat¨®geno de enlace impidiendo la infecci¨®n. Utilizando el conocimiento obtenido a trav¨¦s de la cristalograf¨ªa de rayos X sobre la estructura de los virus y de los puntos donde se enganchan para invadir la c¨¦lula, es posible crear modelos para probar la eficacia de distintos f¨¢rmacos antes de administr¨¢rselos al paciente.

En el caso del virus del sida, el programa permitir¨ªa amoldar los medicamentos para responder a las mutaciones, que cambian las formas de encaje del microbio con la c¨¦lula y hacen que aparezcan resistencias. Este an¨¢lisis inform¨¢tico, que requerir¨ªa la secuenciaci¨®n previa del genoma del paciente, se podr¨ªa llevar a cabo en menos de un d¨ªa y est¨¢ disponible para los m¨¦dicos que quieran llevarlo a cabo. ¡°Para el VIH hay 400 estructuras gen¨¦ricas, pero ninguno de los pacientes analizados ten¨ªa virus con esas estructuras. Cada uno ten¨ªa 10 o 20 mutaciones¡±, explica V¨ªctor Guallar, investigador ICREA del BSC. ¡°Nosotros hemos desarrollado t¨¦cnicas de homolog¨ªa que permiten adaptarse a esas mutaciones con mucha eficacia¡±, asegura.

¡°Es la primera vez que este sistema se pone al servicio de la pr¨¢ctica cl¨ªnica¡±, contin¨²a Guallar. ¡°Por ahora se puede aplicar a una prote¨ªna y dos f¨¢rmacos, pero vamos a generalizarlo¡±, a?ade. La misma tecnolog¨ªa, basada en el software de simulaci¨®n PEL?, servir¨ªa adem¨¢s para predecir la eficacia de f¨¢rmacos con otras enfermedades como el c¨¢ncer. ¡°Queremos desarrollar el software para aplicarlo a las 100 o 200 dianas terap¨¦uticas de c¨¢ncer m¨¢s interesantes, de las que hay una buena estructura cristalogr¨¢fica¡±, apunta Guallar. ¡°No vamos a sustituir los ensayos experimentales, pero como vemos que la exactitud de estos m¨¦todos es tan buena, se podr¨ªa hacer un filtrado de f¨¢rmacos que ya existen para, con el conocimiento del genoma del paciente, saber cu¨¢les pueden funcionar mejor para una versi¨®n de c¨¢ncer particular¡±, afirma.

Las empresas farmac¨¦uticas y biotecnol¨®gicas ya utilizan modelos inform¨¢ticos para hacer un cribado previo de las mol¨¦culas con posibilidades de curar. El an¨¢lisis de las estructuras de estos f¨¢rmacos y de los receptores a los que se deber¨¢n dirigir, permite ahorrarse muchos de los palos de ciego que antes eran necesarios en la b¨²squeda de nuevos f¨¢rmacos. Seg¨²n indica Guallar, ¡°en casos de epidemia como el zika o el ¨¦bola, estas t¨¦cnicas permitir¨ªan hacer un cribado virtual y encontrar un f¨¢rmaco en horas o d¨ªas¡±.

La tecnolog¨ªa no solo tendr¨¢ aplicaciones en el desarrollo o la aplicaci¨®n de f¨¢rmacos. La simulaci¨®n de los encajes entre mol¨¦culas tambi¨¦n tiene utilidad en la b¨²squeda de enzimas capaces, por ejemplo, de transformar residuos de algunos alimentos en nuevos productos. Tecnolog¨ªas como la desarrollada por el BSC avanzan para que la realidad virtual produzca cambios m¨¢s radicales en la realidad.