Un grup internacional d'investigadors, liderat per Lourdes Campos, del Departament d'Enginyeria Química de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC), ha demostrat que el fàrmac CD27 pot ser una opció en el tractament contra la malària, a partir de l'estudi de la imatge en 3D de l'estructura cristal·lina d'un complex d'ADN i el fàrmac.
El fàrmac CD27 és un compost sintetitzat per investigadors de l'Institut de Química Mèdica del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IQM-CSIC), a Madrid, liderats per Christophe Dardonville. "El CD27 està químicament relacionat amb les diamidines —molècules de dues amidines— i s'ha utilitzat prèviament amb èxit contra altres paràsits similars del gènere Trypanosoma, que produeix a Àfrica "la malaltia de la son" i la malaltia de Chagas a Amèrica del Sud", afirma la investigadora Lourdes Campos.
Els resultats demostren com el fàrmac CD27 cobreix per complet l'esquerda menor d'una zona de l'ADN, evitant així el desenvolupament normal del paràsit i provocant la seva mort.
Aquesta recerca permet una millor comprensió d'aquesta família de compostos i pot contribuir significativament en el desenvolupament de nous fàrmacs, més efectius contra la malària.
En la imatge s'aprecia com el fàrmac CD27 cobreix per complet les esquerdes menors de la cadena de l'ADN.
Obtenció del cristall d'ADN
Les mostres del fàrmac, una vegada validades per Harry P. de Koning, investigador de la Universitat de Glasgow, es van enviar al grup de recerca en Cristal·lografia, Estructura i Funció de Molècules Biològiques (MACROM) de la UPC —que lidera Lourdes Campos—. Durant més d'un any, el grup ha treballat en l'obtenció d'una estructura cristal·lina d'ADN.
L'obtenció d'un cristall d'ADN és un procés multiparamètric, és a dir, necessita de diferents variables. Abans d'aconseguir un cristall d'ADN amb el fàrmac es requereixen moltes proves a diferents condicions. El cristall ha de presentar un alt ordre de les molècules a la xarxa cristal·lina, que alhora permeti resoldre l'estructura tridimensional del complex. "Obtenir un bon cristall és un treball llarg i costós i és necessària la col·laboració de grups de diferents disciplines. Amb l'ajut dels nous sincrotrons com l'ALBA la ciència avança a passos de gegant, si comparem amb fa 20 anys", puntualitza Lourdes Campos.
A la següent fase, els investigadors han analitzat els cristalls del complex del fàrmac amb l'ADN, utilitzant raigs X en la línia de difracció de macromolècules XALOC del Sincrotró ALBA. Els raigs X, en passar a través del cristall i difractar-se, projecten imatges amb senyals de punts que, després d'una sèrie d'anàlisis matemàtiques, permeten determinar l'estructura tridimensional de la molècula. Una vegada obtinguda la imatge en 3D en el laboratori del grup MACROM, els investigadors han identificat els detalls de l'estructura del CD27. Això permet al fàrmac reconèixer regions de l'ADN cobrint el solc estret o esquerda menor de l'ADN, de manera que evita el desenvolupament normal del paràsit. Alhora, aquests estudis faciliten un disseny racionalitzat de nous fàrmacs, tenint en compte les interaccions moleculars que el CD27 genera.
Els resultats de la recerca han estat validats i dipositats en la Protein Data Bank, la base de dades de les estructures tridimensionals de les proteïnes i àcids nucleics, i publicats a la revista científica Acta Crystallografica D.
El fàrmac CD27 està lliure de patent, amb l’objectiu de contribuir en un futur en la comercialització lliure del fàrmac que actua contra paràsits com el causant de la malària. Així, doncs, el fàrmac pot ser produït per qualsevol empresa farmacèutica interessada a comercialitzar-ho.
La malària, causant de més d'un milió de morts a l'any
La malària és una malaltia infecciosa provocada per un paràsit, del gènere Plasmodium, que es transmet a través de la picada d'un mosquit. Afecta fonamentalment a països africans, encara que també a zones de Llatinoamèrica i Àsia (amb una població en risc de 3,4 bilions, segons dades de l'Organització Mundial de la Salut). S'estima que causa més d'un milió de morts a l'any i la resistència del paràsit als fàrmacs que s'han desenvolupat fins ara suposa un fre en el tractament de la malaltia.
Investigadors de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC) analitzant l'estructura cristal·lina de l'ADN amb el fàrmac CD27.
Referència: "In and out of the minor groove: interaction of an AT-rich DNA with the drug CD27" Francisco J. Acosta-Reyes, Christophe Dardonville, Harry P. de Koning, Manal Natto, Juan A. Subirana and J. Lourdes Campos. Acta Crystallographica Section D Biological Crystallography 70 1614-1621
