Moléculas que no lo eran, o Cómo curar el cáncer con ayuda de las matemáticas

A pesar de que la cirugía y la quimioterapia siguen siendo los tipos más comunes de tratamiento del cáncer en la actualidad, las esperanzas de la comunidad científica mundial en la lucha contra la principal enfermedad del siglo XXI están dirigidas en una dirección completamente diferente: hacia los llamados tratamientos dirigidos. terapia.

En qué, en realidad, negocio. Los métodos clásicos, como la cirugía, la radiación o la quimioterapia, en un esfuerzo por matar las células cancerosas, "arrasan" con todos los seres vivos a su paso, provocando terribles efectos secundarios en el resto del cuerpo. La terapia dirigida, de hecho, el nombre insinúa la esencia, afecta solo los mecanismos específicos que ocurren en las células afectadas, prácticamente sin afectar a sus vecinos sanos.

Los científicos de la industria farmacéutica logran este efecto "dirigido" de diferentes maneras. Algunos están desarrollando medicamentos que suprimen el trabajo de las proteínas que desencadenan el proceso de división celular anormal. Otros buscan una sustancia que pueda bloquear la formación de nuevos vasos que proporcionen nutrición y crecimiento tumoral. Otros tienen un impacto bastante fundamental: crean biomoléculas únicas, los llamados "anticuerpos monoclonales", que permiten que el cuerpo cure la enfermedad por sí solo (similar a cómo reacciona nuestro sistema inmunológico, por ejemplo, a algún tipo de SARS).

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Esta última estrategia parece ser la más prometedora para la comunidad científica mundial, ya que ofrece predicciones positivas de recuperación completa del cáncer, incluso en etapas avanzadas. Y es precisamente en esta dirección en la que se dedica la empresa rusa BIOCAD (escribimos sobre esto anteriormente), que ha estado desarrollando con éxito medicamentos únicos basados en anticuerpos monoclonales para el tratamiento de enfermedades oncológicas, autoinmunes y otras durante más de 15 años.

¿Qué son estos anticuerpos mágicos? Todo aquí es muy no trivial.

Hay una serie de animales en nuestro planeta que no contraen cáncer. Por ejemplo, las llamas. Poseen naturalmente anticuerpos monoclonales antitumorales que los protegen. El cuerpo humano no produce tales anticuerpos. En consecuencia, para tratar a las personas contra el cáncer, es necesario "implantar" artificialmente estos mismos anticuerpos monoclonales en ellas.

Pero hay dificultades aquí. Los anticuerpos derivados de animales no se pueden usar simplemente para tratar a los humanos; las consecuencias negativas de no aceptar proteínas por parte del sistema inmunitario humano pueden exceder el efecto terapéutico. Es decir, es necesario resolver el problema de la humanización: la transformación de anticuerpos animales en humanos de tal manera que se eliminen sus propiedades negativas y se conserven las útiles. Para hacer esto, debe comprender qué anticuerpos existen generalmente tanto en humanos como en animales. A pesar de la identidad de los genes de anticuerpos originales en todas las personas, el proceso de su mutación ocurre individualmente. Como resultado, millones de fragmentos de la cadena de proteínas, que tienen una estructura única, forman "cuando se mezclan" una innumerable cantidad de combinaciones, cada una de las cuales puede convertirse en la misma molécula curativa universal.

Aquí cabe señalar sin exagerar que al resolver esta dificilísima tarea de analizar la diversidad de anticuerpos en humanos y animales, los científicos rusos de BIOCAD están “tres cuadras por delante” del mundo entero. Desde 2012, los laboratorios de la compañía han estado creando una biblioteca de anticuerpos humanos, que actualmente es la más grande del mundo. La biblioteca es un depósito de miles de millones de genes para varios anticuerpos, cada uno de los cuales es individual y está realmente presente en la sangre humana. Las mismas bibliotecas se crean a partir de anticuerpos monoclonales de llama.

Con estos datos únicos recopilados de más de 2000 donantes, los científicos están identificando las combinaciones más versátiles de fragmentos de cadenas de proteínas humanas y comparándolas con anticuerpos animales para obtener la fórmula curativa deseada.

Llevar a cabo este tipo de análisis requiere no solo conocimientos biológicos, sino también el uso de aparatos matemáticos. Gracias a los logros de la bioinformática y equipos de alta precisión en los laboratorios de la empresa, los científicos realizan un análisis de múltiples etapas de posibles compuestos, identificando combinaciones que darán los mejores resultados en términos de la totalidad de la "humanidad" del anticuerpo y su propiedades específicas. Para tales "candidatos exitosos" en modelos estructurales tridimensionales, los expertos predicen exactamente cómo los "híbridos" resultantes manifestarán su actividad y también pueden encontrar formas de aumentar su efectividad. Y ya, con base en los resultados de la selección matemática y el modelado por computadora, se identifican varias de las opciones más prometedoras de toda la variedad de moléculas, que ya se están sintetizando en el laboratorio. El próximo paso hacia el que BIOCAD avanza decididamente hoy es la transición de moléculas humanizadas a moléculas directamente humanas, es decir, el rechazo completo de los anticuerpos animales. Es gracias a la constante expansión de la biblioteca de anticuerpos humanos y los métodos de modelado matemático y mejora de moléculas desarrollados por la empresa que esto será posible en un futuro muy cercano.

Anteriormente, la empresa aprendió a obtener moléculas de anticuerpos eficaces en cantidad suficiente para tratar a miles de pacientes tanto en la Federación Rusa como en otros países. Tener una base que te permita llevar rápidamente moléculas con alto potencial a los pacientes es la base de proyectos exitosos para el desarrollo de fármacos innovadores. Así, los científicos lograron resolver el proceso en poco tiempo, establecer la producción, realizar ensayos clínicos con éxito y lanzar al mercado el primer biosimilar del fármaco sintético Rituximab (utilizado para tratar el linfoma), y en un futuro próximo se comercializa un nuevo fármaco. se espera que sea lanzado - un análogo de Bevacizumab (cáncer de intestino de tratamiento).

Gracias a los esfuerzos de los científicos en la actualidad, se están desarrollando en condiciones clínicas más de 10 fármacos con una acción dirigida molecularmente. Varios están siendo probados. Se espera su aparición en el mercado farmacéutico en los próximos años. Y con ellos, y la oportunidad de hablar sobre la victoria completa sobre la principal enfermedad del siglo XXI.