Un estudi de l'IRB Barcelona ajuda a entendre i prevenir els efectes secundaris dels fàrmacs

Visió groga, pseudo-obstrucció pulmonar, moviments involuntaris del cos, paràlisi respiratòria. Són només alguns dels 1.600 efectes secundaris (ES) coneguts que poden provocar els fàrmacs. Els efectes adversos són una de les principals causes d’hospitalització en els països occidentals. Moltes vegades, aquests efectes no es descobreixen fins que el fàrmac arriba al mercat perquè són difícils d’anticipar, i a la pràctica calen tests específics per provar la seguretat dels fàrmacs en fases pre-clíniques. Un estudi publicat per investigadors de l'IRB Barcelona busca omplir aquest buit d'informació. L'objectiu del treball és entendre les bases moleculars dels ES i donar eines als químics mèdics per dissenyar fàrmacs més segurs així com poder anticipar-ne els efectes. El treball recull i proposa hipòtesis moleculars per a 1.162 efectes secundaris. Ara, aquest coneixement està disponible per a la comunitat científica en el darrer número de la revista especialitzada Chemistry and Biology, del grup Cell, i a punt per a ser provat experimentalment.

Els investigadors Miquel Duran i Patrick Aloy han col·leccionat, per a cada ES conegut, tots els fàrmacs que el causen. Després, han estudiat les proteïnes amb les quals interaccionen i l'estructura química del fàrmac. “Per a la majoria d'efectes secundaris tenim alguna hipòtesi biològica i en molts d’aquests casos, també disposem d’informació química del fàrmac que pot ser-nos valuosa per anticipar un determinat efecte secundari”, explica l'investigador ICREA Patrick Aloy, cap de grup del “Laboratori de Bioinformàtica Estructural i Biologia de Xarxes” a l'IRB Barcelona. Dels 1.162 ES pels quals troben alguna descripció molecular, 446 es poden explicar només des de la biologia, 68 només des de la química i per a 648 (un 56%) són necessàries les consideracions biològiques i químiques.

Alguns exemples: la malaltia de Van Gogh i la Síndrome Bucoglosal

Un dels ES descrits és la Síndrome Bucoglosal, que són moviments involuntaris del cos, causada per sis fàrmacs diferents. Els investigadors proposen que els fàrmacs que contenen un anell de piperazina en la seva estructura i, a més, interaccionen amb els receptors 5-HT2A i/o DRD2 tenen altes probabilitats de causar-lo. “És un dels exemples que requereix d’una explicació biològica i química”, explica el químic especialitzat en bioinformàtica Miquel Duran, estudiant de doctorat al laboratori d'Aloy i primer autor de l'article. “Un altre cas interessant és el de la Xantòpsia, una alteració de la vista cap al groc i que diuen que patia Van Gogh”, expliquen els investigadors. “En aquest cas no sospitem de cap proteïna que hi estigui relacionada, però, en canvi, ens sembla que hi ha estructures químiques que poden causar-la i que observem en els 13 fàrmacs que la llisten com a possible efecte secundari”.

“Estem proporcionant a la comunitat científica llistes de proteïnes i de trets estructurals associats a efectes secundaris que denominem “alertes”: alertes que poden usar els experts en disseny de fàrmacs per mirar d'evitar certes interaccions i/o estructures per desenvolupar fàrmacs més segurs”, diu Aloy.

Pels investigadors, la suma de la biologia i la química és necessària per entendre què pot estar causant un determinat efecte secundari. “A la pràctica, i per a cada efecte secundari, hi ha una part biològica que coneixem, però aquesta part no proporciona una fotografia completa del mecanisme, i potser “mirant” les estructures químiques podem superar aquesta falta de coneixement”, sosté Duran. “La multidisciplinarietat que proporciona l'IRB Barcelona permet endegar estudis d'aquestes característiques, que requereixen de la confluència de diversos camps per aconseguir una comprensió més detallada”, argumenta el Dr. Aloy, biòleg especialitzat en biologia de sistemes.

Article de referència:

Analysis of Chemical and Biological Features Yields Mechanistic Insights into Drug Side Effects
Miquel Duran-Frigola and Patrick Aloy
Chemistry and Biology (2013): http://dx.doi.org/10.1016/j.chembiol.2013.03.017