Images
Participants
Contact
- Un equip científic de l'IRB Barcelona desenvolupa PocketVec, una metodologia innovadora per detectar i caracteritzar llocs farmacològicament aprofitables en proteïnes humanes.
- Publicat a Nature Communications, l'estudi obre la porta a noves oportunitats en l’àmbit del descobriment de fàrmacs.
La identificació de llocs farmacològicament accionables ha constituït durant molt de temps un desafiament en la investigació biomèdica. Tradicionalment, la caracterització d’aquests llocs ha depès de tècniques experimentals costoses i lentes, com la cristal·lografia de raigs X o la Ressonància Magnètica Nuclear (RMN).
Un equip de científics liderat pel Dr. Patrick Aloy, investigador ICREA de l'IRB Barcelona, ha desenvolupat una eina computacional anomenada PocketVec, que facilita la identificació i caracterització de llocs d'unió de proteïnes humanes.
Aquests llocs, coneguts com a "butxaques farmacològicament aprofitables", són àrees fonamentals de les proteïnes, on les molècules petites poden unir-se i modular la seva funció, cosa que resulta esencial en el camp del disseny de nous fàrmacs. L'estudi ha estat publicat a la revista Nature Communications i representa un avenç significatiu en la bioinformàtica aplicada al descobriment de fàrmacs.
L’innovador enfocament de PocketVec està basat en el "cribratge virtual invers" de les molècules petites per generar descriptors vectorials dels llocs d’unió de les proteïnes, la qual cosa facilitan comparacions i anàlisis a gran escala.
Aquests descriptors permeten identificar similituds entre “butxaques” que no es poden detectar mitjançant comparacions basades únicament en la seqüència o estructura, fet que obre noves oportunitats per al descobriment de fàrmacs.
A més, en utilitzar tant estructures proteiques experimentals com models predictius generats per l'eina AlphaFold2, els investigadors han estat capaços d'identificar “butxaques” a proteïnes que prèviament no havien estat analitzades.
"Això supera algunes de les limitacions més importants de les eines existents, permetent analitzar més de 32.000 llocs d'unió en el proteoma humà. A més, els descriptors generats podrien ser clau per entrenar models de machine learning, cosa que obriria noves oportunitats per al descobriment de fàrmacs", explica el Dr. Aloy, cap del laboratori de Bioinformàtica Estructural i Biologia de Xarxes de l´IRB Barcelona.
Aplicacions futures
La base de dades generada per PocketVec constitueix un recurs sense precedents per a la comunitat científica. En mapejar més de 32.000 llocs d'unió en 20.000 dominis proteics, aquest treball ofereix una visió integral de l'espai farmacològic humà, un concepte que va més enllà de la simple seqüència genètica, per centrar-se en les interaccions moleculars que poden ser aprofitades per al desenvolupament de fàrmacs.
Els investigadors esperen que PocketVec esdevingui una eina d’ús comú en els estudis de biologia química i farmacologia. "El nostre enfocament podria canviar la manera com prioritzem els objectius per al desenvolupament de nous fàrmacs, ja que expandeix significativament l'espai farmacològic humà, revelant ‘butxaques’ de proteïnes que prèviament no havien estat considerades com a aprofitables des del punt de vista farmacològic", explica Arnau Comajuncosa-Creus, primer autor de l'estudi i estudiant de doctorat al mateix laboratori.
L'eina és oberta i és accessible aquí: https://gitlabsbnb.irbbarcelona.org/acomajuncosa/pocketvec
Aquest estudi ha obtingut finançament del Ministeri de Ciència i Innovació dʻEspanya, la Generalitat de Catalunya i la Comissió Europea.
Article de referència:
Comprehensive detection and characterization of human druggable pockets through binding site descriptors
Arnau Comajuncosa-Creus, Guillem Jorba, Xavier Barril & Patrick Aloy
Nature Communications (2024) DOI: 10.1038/s41467-024-52146-3
IRB Barcelona
L’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) treballa per aconseguir una vida lliure de malalties. Desenvolupa una recerca multidisciplinària d’excel·lència per curar el càncer i altres malalties vinculades a l'envelliment. Treballa establint col·laboracions amb la indústria farmacèutica i els principals hospitals per fer arribar els resultats de la recerca a la societat a través de la transferència de tecnologia, i du a terme diferents iniciatives de divulgació científica per mantenir un diàleg obert amb la ciutadania. L’IRB Barcelona és un centre internacional que acull al voltant de 400 investigadors de més de 30 nacionalitats. Reconegut com a Centre d'Excel·lència Severo Ochoa des de 2011, és un centre CERCA i membre del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).
