Proponen un nuevo fármaco para tratar la tuberculosis utilizando simulaciones informáticas de última generación
Crédito: CC0 Public Domain
El equipo de investigación del Departamento de Informática e Ingeniería de la Universidad Tecnológica de Toyohashi y el Instituto de Alimentos La biotecnología y la genómica de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania han propuesto un nuevo fármaco para tratar la tuberculosis (TB), utilizando simulaciones moleculares de última generación. Este medicamento puede inhibir la división celular de Mycobacterium tuberculosis (M. tuberculosis) y suprimir su crecimiento. Además, debido a que este medicamento actúa sobre las enzimas secretadas por M. tuberculosis en lugar de actuar sobre M. tuberculosis en sí mismo, M. tuberculosis tiene muy pocas posibilidades de mutar y no desarrolla resistencia a los medicamentos. Por lo tanto, se espera que este fármaco conduzca a un nuevo fármaco que mantenga su eficacia durante mucho tiempo.
Actualmente, la propagación global de COVID-19 causada por el nuevo coronavirus se ha convertido en un problema social importante. De manera similar, la TB causada por M. tuberculosis también es una de las enfermedades infecciosas más peligrosas del mundo hasta la fecha, y se han desarrollado varios medicamentos para tratar la TB. Sin embargo, como M. tuberculosis muta fácilmente, sus nuevos mutantes tienen la posibilidad de mantener una resistencia contra los medicamentos existentes, lo que los hace ineficaces. Este hecho es un cuello de botella importante para un mayor desarrollo de los medicamentos contra la TB.
Por lo tanto, para prevenir la aparición de esta resistencia a los medicamentos, se están desarrollando medicamentos que actúan sobre las enzimas secretadas por M. tuberculosis en lugar de sobre la propia M. tuberculosis. desarrollado. En esta investigación, nos enfocamos en la proteína citoesquelética FtsZ, que es esencial para que M. tuberculosis realice la división celular, y al inhibir esa función, buscamos desarrollar un nuevo fármaco que inhiba la división celular de M. tuberculosis y suprima su crecimiento. Para ello, utilizamos el método de simulación molecular de última generación y alta precisión desarrollado por nuestro grupo de investigación para analizar las propiedades de unión entre FtsZ y los distintos compuestos que son candidatos a fármacos. Con base en los resultados simulados, propusimos el compuesto que se une más fuertemente a FtsZ como un nuevo fármaco para tratar la TB.
La estructura completa de la proteína FtsZ producida en este estudio. Crédito: Universidad Tecnológica de Toyohashi.
El estudiante de maestría y autor principal de este artículo, Shohei Yamamoto, reflexiona sobre ese momento a continuación. «Debido a que la proteína FtsZ objetivo de esta investigación tiene muchas posiciones en las que los compuestos pueden unirse a ella, tuvimos dificultades para identificar las posiciones de la proteína FtsZ en las que los compuestos considerados candidatos a fármacos se unirían con mayor fuerza en la simulación molecular. Creo que ser capaz de resolver este asunto condujo a la propuesta de un fármaco terapéutico para la TB».
Además, el líder del equipo de investigación, el profesor asociado Noriyuki Kurita, relata cómo comenzó la investigación a continuación. «Esta investigación es una colaboración con mis viejos amigos de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania. Recuerdo que hace unos cinco años, cuando visité un laboratorio en Kyiv, Ucrania, y me presentaron por primera vez una proteína llamada FtsZ, respondí que su estructura era demasiado complejo y sería difícil investigar sus propiedades de unión con compuestos similares a fármacos en nuestras simulaciones moleculares. Sin embargo, mis amigos me pidieron varias veces que comenzara los cálculos, y finalmente comenzó nuestro estudio de colaboración íntima. Creo que Europa del Este los investigadores tienden a buscar a fondo temas de investigación difíciles, incluso si les lleva mucho tiempo, y que hay muchas cosas que podríamos aprender de cómo proceden con su investigación».
Actualmente, estamos solicitando que el compuesto propuesta en este documento se sintetice en un laboratorio ucraniano y los efectos se investiguen mediante experimentos con células, pero debido a la situación económica de la otra parte, parece que esto llevará ti yo para darme cuenta. Además, el método de simulación molecular utilizado en esta investigación se puede aplicar a otras proteínas, y actualmente estamos realizando cálculos con el objetivo de proponer nuevos inhibidores para las proteínas del nuevo coronavirus.
Esta investigación se llevó a cabo a través de un programa de pasantías internacionales apoyado por la Organización de Servicios Estudiantiles de Japón (JASSO), programas de intercambio de estudiantes e investigación entre la Universidad Tecnológica de Toyohashi y el Instituto de Biotecnología y Genómica de Alimentos en la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania. Nos gustaría agradecer al profesor Yaroslav Blume, al profesor Sergey Shulga y al doctor Karpov Pavel de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania por proporcionar información valiosa para avanzar en esta investigación conjunta.
Explore más
Los experimentos con rayos X contribuyen a los estudios de un fármaco ahora aprobado para combatir la tuberculosis Más información: Shohei Yamamoto et al, Proposal of Potent Inhibitors for a Bacterial Cell Division Protein FtsZ : Simulaciones moleculares basadas en acoplamiento molecular y cálculos orbitales moleculares ab initio, Antibióticos (2020). DOI: 10.3390/antibiotics9120846 Proporcionado por la Universidad Tecnológica de Toyohashi Cita: Proponer un nuevo fármaco para tratar la tuberculosis utilizando simulaciones informáticas de última generación (2021, 19 de enero) consultado el 30 de agosto de 2022 en https: //medicalxpress.com/news/2021-01-drug-tuberculosis-state-of-the-art-simulations.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.