Nuevos avances en biología estructural permiten diseñar fármacos más precisos y mejores técnicas de edición genética

El Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) ha reunido a una veintena de investigadores procedentes de Estados Unidos, Europa y China para exponer los últimos avances en biología estructural, que permiten diseñar fármacos más precisos, buscar nuevos antibióticos y crear mejores métodos de edición genética.

La biología estructural se ocupa de determinar la estructura tridimensional de las proteínas, moléculas que interactúan unas con otras, "como en un complejo y minúsculo puzle 3D que además es dinámico", por lo que comprender su forma es "uno de los grandes retos" de la investigación, según han señalado los organizadores de la conferencia "CNIO-CaixaResearch Frontiers Meeting Machines acting on DNA and RNA".

Hasta hace poco se avanzaba muy despacio en esta área, pero nuevas técnicas implementadas en la última década, como la criomicroscopía electrónica, los avances en computación y la inteligencia artificial están permitiendo acelerar la investigación y evitar procesos lentos y farragosos que limitaban la generación del nuevo conocimiento.

"Ahora vemos no solo la estructura de las proteínas, sino además cómo cambia; empezamos a poder visualizar una película completa. Las estructuras cuentan una historia: hay personajes que vienen, que van, que se mueven, que interaccionan, que se separan...Ver esa complejidad está transformando nuestra comprensión de los procesos celulares", ha afirmado una de las organizadoras, Eva Nogales, de la Universidad de California en Berkeley (Estados Unidos).

Una de las aplicaciones inmediatas de los avances en biología estructural es el diseño de nuevos fármacos. "El conocimiento de la estructura guía desde hace tiempo la creación de fármacos, pero ahora nuestras técnicas son mucho más potentes, y nos permiten tener como dianas farmacológicas sistemas complejos que antes era muy difícil visualizar", ha explicado Nogales.

MARCAS EPIGENÉTICAS

Uno de los avances presentados durante la conferencia se ha referido al ensamblaje de las marcas epigenéticas, señales bioquímicas que se añaden a los genes para regular su actividad y que cambian en función del ambiente, como la dieta y el estilo de vida. Alessandro Costa, del Crick Institute, en Londres, ha abordado un problema nuevo, cómo se transfiere la información epigenética al nuevo ADN cuando la célula se divide.

A este respecto, el investigador del CNIO Rafael Fernández Leiro, también organizador del evento, ha explicado que el proceso por el que el ADN se duplica y copia su información genética a las moléculas de ADN "hijas" se entiende "bastante bien", en cambio, cómo se transfiere la información epigenética al nuevo ADN "no se conoce en detalle".

Por otra parte, varios investigadores han hablado sobre cómo se genera la variabilidad de los anticuerpos. La célula debe ser capaz de producir aleatoriamente infinidad de anticuerpos distintos, para poder detectar cualquier enemigo, un campo en el que Wei Yang, de los Institutos Nacionales de Salud estadounidenses, y Yuan He, de la Universidad Johns Hopkins en EEUU, han presentado sus avances.

"Se necesita generar anticuerpos capaces de reconocer y neutralizar casi cualquier agente invasor, sin haberlo visto antes", ha apuntado el director del programa de Biología Estructural del CNIO, Óscar Llorca, también organizador de esta conferencia.

"La célula resuelve este problema diseñando anticuerpos que se construyen como un lego, ensamblando de diferentes maneras un número de piezas pequeñas. Así consigue generar un enorme repertorio de combinaciones distintas, que dan lugar a una gran variabilidad de anticuerpos preparados para reconocer casi cualquier agente. Parte de la maquinaria que se encarga de ensamblar estas piezas es la misma que repara roturas en el ADN", ha detallado.