¿Qué es el cribado de compuestos en el descubrimiento de fármacos?

Desarrollar un nuevo medicamento y llevarlo al mercado es un proceso largo, difícil y costoso. Este proceso comienza con el descubrimiento de fármacos: el hallazgo de compuestos prometedores que demuestren algún efecto biológico beneficioso. El cribado de compuestos es el principal método de descubrimiento inicial de fármacos.

Diferentes enfoques para el descubrimiento de fármacos

En los inicios de la farmacología, los medicamentos terapéuticos se crearon a partir de derivados de plantas medicinales tradicionales: tal fue el caso de la aspirina, derivada de la corteza del sauce, y de la digoxina, que procede de la dedalera. Otros medicamentos se han descubierto "por casualidad", es decir, por accidente durante la investigación científica. Por ejemplo, la penicilina, que se descubrió por primera vez tras un estafilococo placa de cultivo se contaminó accidentalmente.

El descubrimiento de fármacos ha cambiado desde estos descubrimientos relativamente tempranos. El esclarecimiento de la función de los receptores celulares, las enzimas y los canales iónicos a partir de la década de 1960 transformó el proceso de descubrimiento de fármacos en una empresa más racional: los investigadores podían ahora trabajar para desarrollar fármacos con características funcionales dirigidas a procesos biológicos específicos.

La finalización del proyecto del genoma humano en 2003 fue otro hito importante para el descubrimiento de fármacos, ya que permitió a los científicos sintetizar rápidamente grandes cantidades de proteínas purificadas en las que probar compuestos en un proceso conocido como cribado de compuestos.

Cribado de compuestos

Gracias a las espectaculares mejoras en nuestra comprensión de los procesos biológicos y a la catalogación de millones de compuestos farmacológicamente activos, hoy en día el descubrimiento de fármacos se suele llevar a cabo probando una gran biblioteca química en dianas biológicas como cultivos celulares, enzimas o proteínas y buscando determinados efectos. Este proceso de cribado de compuestos es el primer paso en el descubrimiento moderno de fármacos.

Los enfoques del cribado de compuestos pueden variar. En la farmacología clásica (también conocida como descubrimiento fenotípico de fármacos), los investigadores utilizan el cribado de compuestos para encontrar un cambio detectable y deseable en fenotipo - es decir, los investigadores buscan un cambio en el estado de un cultivo celular o de todo un organismo durante el cribado de compuestos.

Otros programas de cribado de compuestos pueden, en cambio, analizar la interacción de los compuestos con proteínas individuales aisladas, que se cree que desempeñan un papel importante en la progresión de la enfermedad. Esta metodología concreta de cribado de compuestos, conocida como farmacología inversa o descubrimiento de fármacos basado en dianas, es el método de descubrimiento de fármacos más utilizado en la actualidad.

¿Cómo se realiza el cribado de compuestos?

Las instalaciones de cribado de compuestos suelen disponer de una biblioteca de "placas madre", rejillas de pequeños pocillos que contienen compuestos químicos meticulosamente catalogados para su ensayo.

El cribado de compuestos suele realizarse en una placa de ensayo. Se trata básicamente de una copia de la placa madre, en la que cada pocillo contiene una pequeña muestra (a menudo a escala nanolitro) de un compuesto extraído del pocillo correspondiente de la placa madre. El proceso de cribado de compuestos comienza cuando se añade una diana biológica (por ejemplo, proteínas, células o embriones animales) a cada pocillo de la placa de ensayo. Tras un periodo de incubación, pueden realizarse mediciones para determinar los efectos de cada compuesto de ensayo sobre las dianas biológicas.

Las mediciones en el cribado de compuestos pueden realizarse manualmente, por ejemplo, mediante microscopía, o pueden realizarse mediciones automatizadas de cantidades como la luminiscencia o la absorbancia.

De este modo, el cribado de compuestos permite identificar aquellos que producen resultados positivos -conocidos como "hits"- y descartar el resto. Una vez hecho esto, puede comenzar el proceso de pruebas posteriores y desarrollo de fármacos.

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