Un sensor 'in vitro' permite cribar fármacos para dolor

Esteve, Idibell y UB están automatizando un método que ya ha demostrado que permite seleccionar moléculas con potencial analgésico sin usar animales.

Carmen Fernández. Barcelona | carmenfer@diariomedico.com | 03/03/2014 00:00

Francisco Ciruela, director del grupo del Idibell. (Jaume Cosialls)

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Una nueva tecnología que permite detectar actividad analgésica en fármacos químicos, desarrollada por el grupo de Neurofarmacología y Dolor del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (Idibell), la Universidad de Barcelona (UB) y Esteve, puede reducir los costes económicos, el tiempo y los dilemas éticos que supone el actual uso de animales con ese objetivo.

El método in vitro (células en cultivo), que ya ha sido patentado en Europa y está en fase de desarrollo tecnológico para su automatización, servirá además para analizar las amplias quimiotecas que acumulan los laboratorios farmacéuticos en busca de moléculas con potencial efecto analgésico no descrito hasta la fecha. Lo que se se persigue ahora es desarrollar una herramienta, técnicamente conocida como high-throughput screening, para poder testar gran cantidad de moléculas químicas de manera rápida y eficiente.

Francisco Ciruela, investigador principal, director del grupo de Neurofarmacología y Dolor del Idibell y profesor de la UB, explica que lo que ha patentado Esteve, en concreto, es un biosensor basado en el receptor Sigma-1.

La relación personal entre los investigadores del laboratorio privado, que hace años que trabajan en esta área y tienen fármacos en fase clínica, y los del grupo público, con tradición de trabajo en receptores acoplados a proteína G (GPCR) e introductor de la Transferencia de Energía ecos de Fluorescencia (FRET) y su aplicación en el campo de los receptores, sirvió para que acordasen colaborar en la aplicación del Sigma-1. Según Ciruela, esta proteína se catalogó inicialmente como un receptor opioide pero después se vio que no tenía nada que ver sino que es una proteína que ejerce de chaperona (o tutora) de otra que sí que es receptora.

Su test (o biosensor) se basa en células vivas, con una modificación genética del receptor Sigma-1 que no existe en la naturaleza, que emiten una fluorescencia cuando entran en contacto con una molécula (o fármaco) con efecto antagonista del dolor. Según los resultados obtenidos, los activadores del receptor Sigma-1 (o agonistas) disminuyen la señal de FRET del biosensor y presentan una baja eficacia analgésica; y los antagonistas (o bloqueantes) del receptor, incrementan la señal de FRET y tienen una elevada eficacia analgésica en el modelo animal de dolor.

Con este patrón tan definido, dice Ciruela, "podemos tomar una nueva molécula y hacer una predicción de su comportamiento analgésico. De este modo, si disminuye el FRET del biosensor; es decir, si se comporta como un agonista, se esperará que no tenga efectos analgésicos en el modelo animal de dolor, pero si aumenta el FRET -comportándose como antagonista- tendrá potencialmente unos efectos analgésicos máximos y, por tanto, será una buena candidata para ser testada in vivo".

Más biosensores
Ciruela ha avanzado que, en vista de lo logrado con la tecnología FRET en este ámbito, su grupo ya trabaja en el desarrollo de otros dos tipos de sensores: un canal iónico de potasio útil en funcionamiento neuronal (no hay ningún tipo d fármaco para ese canal) y otro canal de potasio relacionado con la isquemia.

Estrategia en I+D
Por otro lado, este trabajo es un ejemplo de la colaboración público-privada en la que Esteve ha basado su estrategia de futuro en I+D. este grupo, de capital nacional y familiar, participa en el consorcio público-privado Hivacat para desarrollar una vacuna efectiva contra el sida, en el que trabajan más de 60 investigadores del Hospital Clínico de Barcelona y el Hospital Germans Trias y Pujol de Badalona, la Fundación La Caixa y los departamentos de Salud y Economía de la Generalitat.

También colabora en un proyecto con el Centro de Biotecnología Animal y Terapia Génica (Cbateg) de la Universidad Autónoma de Barcelona para desarrollar una terapia génica para el tratamiento del síndrome de Sanfilippo tipo A, una enfermedad poco frecuente de efectos devastadores en niños. Y está implicado en el Europain, donde es la única compañía española entre las 8 participantes; se trata de un programa centrado en la investigación del dolor crónico, de 5 años de duración. Además de implantarse en el Parque Científico de Barcelona, de la UB, Esteve ha formalizado dos unidades mixtas con el Instituto Catalán de Investigación Química de Tarragona y la Universidad de Santiago de Compostela.

Un proyecto con todo lo preciso: necesidad, tecnología y una proteína útil

Vacío analgésico
Según el Idibell, en la farmacología hay un vacío analgésico importante en un perfil beneficio-riesgo favorable para el dolor moderado-alto y en el abordaje de dolor neuropático

Interacción
La transferencia de energía ecos de fluorescencia o FRET es una interacción a muy corta distancia entre dos estados de excitación electrónica de dos moléculas fluorescentes

Proteína especial
El receptor Sigma-1 es una proteína chaperona en el retículo endoplasmático que modula la señalización de calcio a través del receptor de IP3. Es codificada por el gen Sigmar1