Molècules contra la SIDA

Tancar el camí de la SIDA és un dels reptes de la biomedicina actual. En aquest enfrontament microscòpic, el Grup d'Enginyeria Molecular de l'IQS (GEM) ha mostrat el seu potencial amb el disseny d'una família de molècules que protegeix les cèl·lules davant el VIH. Un descobriment encara molt lluny de poder aplicar-se en humans, però que obre noves vies per tractar aquesta malaltia.    

El viatge biomèdic d’aquest grup va començar a l'any 2001. Aleshores varen aconseguir finançament de la Marató de TV3 per a escometre, juntament amb el Laboratori de Retrovirologia IrsiCaixa de l'Hospital Germans Trias i Pujol, una innovadora línia de recerca davant la SIDA. “Les teràpies actuals tracten d'aturar el virus quan ja ha entrat a la cèl·lula. La idea és aturar el virus abans que entri en comptes de fer-ho quan ja és a dins”, recorda el Dr. Jordi Teixidó, químic i investigador principal del GEM.

Els virus són paràsits que necessiten la maquinària cel·lular per reproduir-se. Per això, aquests organismes infecten les cèl·lules, hi introdueixen el seu codi genètic i quan les cèl·lules es reprodueixen donen lloc a nous virus. En aquest procés es desgasta tant la cèl·lula que mor. Aquesta situació és especialment greu en el cas del VIH, perquè s'allotja a les cèl·lules del sistema immunològic humà. Amb les defenses debilitades, el cos és presa fàcil per a malalties que poden provocar la mort de les persones afectades.

 “Les teràpies actuals tracten d'aturar el virus quan ja ha entrat a la cèl·lula. La idea és aturar el virus abans que entri en comptes de fer-ho quan ja és a dins”

La manera que han triat el personal investigador del GEM per evitar la reproducció del virus és impedir la seva entrada a la cèl·lula. Per aconseguir-ho, el primer pas és saber com entra: “Per enganxar-se al seu hoste, el VIH necessita reconèixer unes proteïnes que es troben a la membrana cel·lular. Es tracta, doncs, de bloquejar aquestes proteïnes de la cèl·lula (receptors) o les proteïnes que utilitza el virus per enganxar-se als receptors. Aquestes serien les dianes terapèutiques dels fàrmacs”, explica el Dr. Teixidò.

Construint el puzle molecular

Dissenyar la molècula que barri el pas del virus és un camí ardu i amb moltes incògnites. Un dels primers problemes és que no se sap com és exactament el receptor cel·lular al qual s'enganxa el virus. Es tracta d'un element situat a la membrana, però aquesta és molt dinàmica, es mou molt sovint i per això és difícil recrear la seva estructura al laboratori. Fins al moment només s'ha pogut aïllar i descriure un receptor d'aquesta zona cel·lular: la proteïna Rodopsina Bovina. A partir de la seva estructura coneguda i amb l’ajut de programaris es prediuen models de totes les proteïnes transmembrana dissenyades al món.

Aquesta proteïna s'ha convertit en la clau mestra dels modelitzadors, que la utilitzen per dissenyar qualsevol altra proteïna similar. El procés no és senzill: En primer lloc, hom compara la Rodopsina Bovina amb les proteïnes que s’aïllen als laboratoris. Després, les parts que s'assemblen es mantenen i la resta es compon agafant peces d'elements que els químics coneixen d'altres estructures semblants. “És com fer un puzle a partir de peces d'altres puzles coneguts. Finalment, el procés esdevé un model dels receptors cel·lulars”, assegura l'investigador.

El següent pas és trobar una molècula capaç de tancar la porta de la cèl·lula al virus de la SIDA. Per dissenyar aquest element, el GEM ha creat un programa informàtic on apliquen xarxes neuronals per seleccionar les millors molècules. Aquest ajudant virtual accelera la tasca i els permet trobar més fàcilment les peces amb les quals formen el puzle.

Col·laboració amb la Fundació IrsiCaixa

Un cop han seleccionat i sintetitzat un grup de molècules que aparentment faran la feina que ells volen (en aquest cas, inhibir els receptors i evitar que el virus s'enganxi a la cèl·lula), s'ha de comprovar l’activitat real i la toxicitat del nou compost i així validar el procés seguit. En aquest punt és quan s'incorpora al procés la Fundació IrsiCaixa perquè es necessita un laboratori d'alta seguretat per treballar amb virus perillosos. El GEM envia les seves molècules al Laboratori de Retrovirologia d'aquesta fundació on les testen amb el VIH i amb cèl·lules humanes aïllades. Si la cèl·lula sobreviu a l'atac del virus i a la interacció amb la nova molècula, llavors el procés de disseny molecular ha esdevingut un èxit.

La pregunta ara sembla inevitable: Quant lluny estem de convertir una d’aquestes molècules en un fàrmac? “Molt. Amb la nostra recerca hem aconseguit una família de compostos que té una activitat correcta i són fins i tot potencialment patentables. Aquí pràcticament acaba el desenvolupament preclínic. Ara la nova molècula s'hauria de sotmetre a nous tests de toxicitat per poder passar a la fase clínica (test amb humans)  i això només ho pot fer una empresa farmacèutica”, explica el Dr. Teixidó. Tanmateix, a més de la nova família de compostos, el GEM ha demostrat la utilitat dels models de receptors emprats i del procés de selecció de molècules amb el seu programa informàtic, i ha confirmat que es pot evitar l'entrada del virus a la cèl·lula. Passos importats per apuntalar la vessant biomèdica d'un grup que ha obert una finestra en el futur de la lluita contra la SIDA.

Agustí López

-Jordi Teixidó és doctor en enginyeria química i investigador principal del GEM.

+ info: GEM