Investigadores del grupo de Arquitectura y Computación Paralela de la Universidad de Murcia (UMU) han desarrollado nuevos métodos para el descubrimiento de fármacos por ordenador, según fuentes consultadas este sábado por Europa Press del departamento de Promoción de la Investigación (Prinum), dependiente del Vicerrectorado de Investigación de la institución docente.
Los métodos de cribado de fármacos por ordenador (CFO) simulan el proceso de acoplamiento entre una pequeña molécula (ligando) con una proteína implicada en una enfermedad (diana). Su objetivo es, tras procesar librerías que contienen millones de compuestos químicos, descubrir un ligando que interaccione con gran intensidad con la diana de tal manera que se pueda regular convenientemente su actividad y hacer desaparecer la enfermedad.
Los mayores inconvenientes de los métodos CFO son principalmente la representación incompleta o poco realista del proceso de interacción ligando-diana y que es necesaria la disponibilidad de recursos computacionales de muy alto rendimiento (normalmente acceso a supercomputadores) para poder realizar los cálculos requeridos en un intervalo de tiempo aceptable.
Sin embargo, los investigadores Irene Sánchez, Horacio Pérez, José María Cecilia y José Manuel García del grupo de Arquitectura y Computación Paralela de la Universidad de Murcia presentan un nuevo método CFO (BINDSURF) que corrige deficiencias presentes en métodos CFO anteriores. Los resultados han sido publicado en la revista Network Tools and Applications in Biology.
Se trata del mecanismo denominado ‘Bindsurf’, cuyas novedades más relevantes son que no presupone la parte de la proteína en la cual interacciona ésta con cada molécula candidata a fármaco (error común que cometen muchos otros métodos), y que alcanza una potencia de cálculo del mismo orden de magnitud que un Supercomputador de última generación, como el Centro de Supercomputación de la Región.
Muchos de estos tipos de métodos suponen que todos los diversos candidatos a fármaco interaccionan siempre con la misma parte de la diana, lo cual es incorrecto, pues depende en gran medida de sus diversas estructuras químicas.
Para ello, ‘Bindsurf’ realiza un barrido completo de la superficie de la proteína para cada ligando y muestra en que zonas se producen las interacciones más intensas y cual es su distribución de afinidades de unión para comprobar si estos ‘hotspots’ difieren considerablemente de zonas de poca o escasa interacción (histograma de la figura adjunta).
Por otra parte, el método está implementado en arquitecturas computacionales masivamente paralelas denominadas Graphics Processing Units (GPUs) las cuales permiten procesar gran cantidad de ligandos y «hotspots» de manera simultánea.
Para ello, ha sido necesario analizar los algoritmos secuenciales que se utilizan actualmente, proponer nuevas estrategias y realizar un diseño e implementación paralelas que optimizan el uso de los recursos de la GPU con el fin de obtener el máximo rendimiento. Ello permite alcanzar capacidades de cómputo similares a aquellas que brindan los supercomputadores, con un coste muchísimo menor y un consumo energético muchísimo más reducido.
