Un estudio del IRB Barcelona ayuda a entender y prevenir los efectos secundarios de los fármacos

Visión amarilla, pseudo-obstrucción pulmonar, movimientos involuntarios del cuerpo, parálisis respiratoria. Son sólo algunos de los 1.600 efectos secundarios (ES) conocidos que pueden provocar los fármacos. Los efectos adversos son una de las principales causas de hospitalización en los países occidentales. A menudo, estos efectos no se descubren hasta que el fármaco llega al mercado porque son difíciles de anticipar, y a la práctica se necesitan tests específicos para probar la seguridad de los fármacos en fases pre-clínicas. Un estudio publicado por investigadores del IRB Barcelona busca llenar este vacío de información. El objetivo del trabajo es entender las bases moleculares de los ES y dar herramientas a los químicos médicos para diseñar fármacos más seguros así como poder anticipar los efectos. El trabajo recoge y propone hipótesis moleculares para 1.162 efectos secundarios. Ahora, este conocimiento está disponible para la comunidad científica en el último número de la revista especializada Chemistry and Biology, del grupo Cell, y a punto para ser probado experimentalmente.

Los investigadores Miquel Duran y Patrick Aloy han coleccionado, para cada ES conocido, todos los fármacos que lo causan. Después, han estudiado las proteínas con las que interaccionan y la estructura química del fármaco. “Para la mayoría de efectos secundarios tenemos alguna hipótesis biológica y para muchos de estos casos, también disponemos de información química del medicamento que puede sernos útil para anticipar un determinado efecto secundario”, explica el investigador ICREA Patrick Aloy, jefe del “Laboratorio de Bioinformática Estructural y Biología de Redes” en el IRB Barcelona. De los 1.162 ES para los que hallan alguna descripción molecular, 446 se pueden explicar sólo desde la biología, 68 sólo desde la química y para 648 (un 56%) son necesarias las consideraciones biológicas y químicas.

Algunos ejemplos: la enfermedad de Van Gogh y el síndrome bucoglosal

Uno de los ES descritos es el síndrome bucoglosal, que son movimientos involuntarios del cuerpo, causado por seis fármacos diferentes. Los investigadores proponen que los fármacos que contienen un anillo de piperazina en su estructura y, además, interaccionan con los receptores 5-HT2A y/o DRD2 tienen altas probabilidades de causarlo. “Es uno de los ejemplos donde requerimos de una explicación biológica y química”, cuenta el químico especializado en bioinformática Miquel Duran, estudiante de doctorado en el laboratorio de Aloy y primer autor del artículo. “Otro caso interesante es el de la xantopsia, una alteración de la vista hacia el amarillo y que cuentan que sufría Van Gogh”, explican los investigadores. “En este caso no sospechamos de ninguna proteína que esté relacionada, pero, en cambio, observamos que hay estructuras químicas que pueden causarla y que vemos en los 13 fármacos que la listan como un posible efecto secundario”.

“Estamos proporcionando a la comunidad científica listas de proteínas y características estructurales asociadas a efectos secundarios que denominamos “alertas”: alertas que pueden usar los expertos en diseño de fármacos para tratar de evitar ciertas interacciones y/o estructuras para desarrollar fármacos más seguros”, dice Aloy.

Para los investigadores, la suma de la biología y la química es necesaria para entender qué puede estar causando un determinado efecto secundario. “A la práctica, y para cada efecto no deseado, hay una parte biológica que conocemos, pero esta parte no proporciona una fotografía completa del mecanismo, y quizás “mirando” las estructuras químicas podemos superar esta falta de conocimiento”, sostiene Duran. “La multidisciplinariedad que proporciona el IRB Barcelona permite poner en marcha estudios de estas características, que requieren de la confluencia de diversos campos para conseguir una comprensión más detallada”, argumenta el Dr. Aloy, biólogo especializado en biología de sistemas.

Artículo de referencia:

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