Compuesto inhibiría crecimiento de bacteria que produce tuberculosis

En la busca de fármacos alternativos, el químico Henry Andrés Varón Vega, candidato a magíster en Ciencias - Bioquímica de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), identificó el compuesto ZINC04030361.

Con una concentración mínima inhibitoria de 25 microgramos por mililitro (μg/mL), el compuesto demostró su eficacia como inhibidor del crecimiento de M. tuberculosis,dirigido a la proteína de membrana CtpF, una interesante diana alternativa para atacar esta bacteria.

La CtpF es un transportador del Ca²⁺, ion que cumple múltiples funciones celulares y es relevante en la homeostasis o equilibrio iónico y en la viabilidad de la micobacteria; forma parte la familia de ATPasa tipo P, proteínas de membrana que se encargan de transportar diferentes iones –como sodio, calcio, potasio y algunos metales pesados– desde el interior hasta el exterior de la bacteria.

Para identificar el compuesto ZINC04030361 con una efectividad mejorada frente a sus predecesores, el estudiante Varón utilizó la metodología screeningvirtual, que abarca diferentes métodos quimioinformáticos, entre ellos dinámica molecular, acoplamiento molecular y diseño de farmacóforo.

Para ello se basó en el hallazgo de una investigación de doctorado de la UNAL en la que se encontraron moléculas inhibidoras del crecimiento de M. tuberculosis dirigidas a CtpF, que requieren de una concentración de 50 μg/mL para comprometer la viabilidad de la principal bacteria causante de la tuberculosis.

“Para la investigación se utilizó una ‘estrategia racional’, en la cual se tiene en cuenta la información bioquímica, molecular y estructural disponible tanto de la proteína CtpF (diana molecular) –que es el objetivo al que va dirigido el fármaco– como de las moléculas activas (ligandos), lo que permite aumentar la probabilidad de éxito”.

“A diferencia de la estrategia no racional, que evalúa un gran número de moléculas con múltiples ensayos biológicos, esta identificó y optimizó esos mismos compuestos en menos tiempo, y además requirió de menos recursos para su implementación en la búsqueda de nuevos fármacos. Como resultado de este proceso, se encontraron 11 candidatos para inhibir el crecimiento de la micobacteria causante de la tuberculosis”, explica el químico.

Moléculas a prueba

Después de realizar la predicción mediante estudios computacionales, los 11 candidatos se llevaron a laboratorio para hacer la respectiva evaluación in vitro. Así se determinaron cuáles impedían el crecimiento de M. tuberculosis, mediante un ensayo de concentración mínima inhibitoria y otro de actividad Ca²⁺ ATPasa mediada CtpF.

“Resazurina” es el nombre del indicador utilizado para el ensayo de concentración mínima inhibitoria, el cual inicialmente es de color azul/morado, pero cuando hay bacterias viables presentes en el medio de cultivo cambia a fucsia, evidenciando que la bacteria creció y que, en efecto, el compuesto o el candidato no surtió efecto contra ella a una concentración específica.

“Lo relevante de este estudio es que probamos en el laboratorio que de esos 11 candidatos potenciales hay dos nuevos inhibidores de la actividad de CtpF y del crecimiento de la micobacteria. Estos son ZINC09731847 y ZINC04030361, siendo este último el que logró inhibir el crecimiento de M. tuberculosis a la mitad de la concentración del mejor inhibidor encontrado en el trabajo de doctorado previo, un paso más cerca de las concentraciones inhibitorias de los antituberculosos de primera o segunda línea, pero dirigido a una diana diferente”, manifiesta el químico de la UNAL.

Según el investigador, “este trabajo muestra que a través del diseño racional de fármacos se pueden hacer valoraciones teóricas de millones de compuestos con ayuda de un computador y se disminuye la capacidad de recursos que normalmente se requieren para este tipo de estudios, en los cuales los ensayos in vitro se reducen a un pequeño grupo de candidatos más promisorios”.