Descubrimiento de fármacos basado en imagenología de células vivas

Drug discovery based on live cell imaging

El diseño eficiente de compuestos aprovechando las características estructurales de las moléculas y la búsqueda eficiente de dianas terapéuticas, ha proporcionado herramientas efectivas en la investigación de nuevos tratamientos cuando esta se enfoca en mecanismos celulares de la enfermedad. Los cambios fenotípicos producidos por la interacción in vitro entre molécula-diana, pueden controlarse cuantitativamente mediante imagenología de células vivas. Para garantizar una interacción adecuada, es necesario considerar diferentes elementos cruciales: 1. Las características estructurales y la dinámica molecular del compuesto a evaluar. 2. La relevancia del blanco para la fisiopatología de interés. Sin embargo, el desconocimiento del panorama general en el descubrimiento de fármacos, desde problemáticas estructurales y celulares, ha enlentecido la búsqueda de nuevos tratamientos. Esta revisión descriptiva de tema presenta algunos aspectos estructurales importantes para la caracterización de compuestos como candidatos terapéuticos, y aproximaciones experimentales para desarrollo de sistemas celulares. Los tópicos discutidos se enfocan en la monitorización por imagenología de células vivas y así mismo proporcionamos ejemplos relevantes. La monitorización de efectos fenotípicos producidos por interacciones entre candidato químico y blanco terapéutico en un sistema celular puede favorecer la búsqueda eficiente de moléculas potencialmente terapéuticas.

Introducción

El descubrimiento de candidatos químicos es la fase primaria del desarrollo de nuevos tratamientos farmacológicos. Consiste en la búsqueda de nuevas moléculas capaces de generar respuesta diferenciada en la actividad de un modulador de enfermedad (elemento diana capaz de regular una red biomolecular importante en la progresión de una enfermedad) [1]. Este proceso de búsqueda es denominado investigación básica y comprende el inicio de la fase de descubrimiento de fármacos.

Durante la investigación básica pueden ser descritas y caracterizadas dianas terapéuticas clave en la generación de un estado de equilibrio entre un estado normal y un estado de preenfermedad, sensible a estímulos externos. Estos comprenden dos de los tres estados de progresión de la enfermedad, donde en el último estado (estado de enfermedad) existe un deterioro grave [2]. Por lo tanto, es importante garantizar que la diana sea modulable (druggable) [3], lo cual significa que, al interactuar con un compuesto químico o una proteína, logrará disparar una respuesta biológica que altera el curso de la enfermedad retornando al estado normal.

Algunos estudios logran este cometido gracias a su enfoque en la regulación fenotípica de ese estado de equilibrio y posterior validación de sus resultados [4]. Estos últimos establecen la base de trabajo para las subfases del descubrimiento de fármacos (chequeo primario, secundario y ensayos farmacocinéticos).