La química medicinal y el desarrollo de fármacos

Por Sergio Andrade

 

Hoy en día, la industria farmacéutica se enfrenta al reto de aumentar la productividad y la innovación. Los principales obstáculos son los crecientes costos de investigación, su desarrollo y una serie de estancamiento simultáneo en el descubrimiento y síntesis de nuevas entidades químicas con potencial farmacológico.

La causa de este déficit de innovación no es definitivamente la biología. La decodificación del genoma humano ha dado lugar a una gran cantidad de dianas farmacológicas. Con más de 30 mil genes humanos, se supone que al menos mil son significativamente implicados en la aparición y el curso de alguna enfermedad. Además, dado que cada uno de estos genes está relacionada con la función de entre cinco y diez proteínas, la conclusión es que podría haber de 5 mil a 10 mil blancos terapéuticos para nuevos fármacos.

El descubrimiento de nuevos blancos biológicos no es exclusivo para el ser humano, pues la biología molecular ha permitido encontrar blancos terapéuticos sobre microorganismos patógenos con la promesa de favorecer el descubrimiento de nuevos agentes antimicrobianos. Desde la década de los 90 ha aumentado la impresión de que la biotecnología dominará el futuro de la industria farmacéutica.

A pesar de esta impresión, compartida por muchos consultores, inversionistas y políticos, y la introducción de proteínas terapéuticas, así como la promesa de la terapia génica, las principales compañías farmacéuticas siguen centradas en el descubrimiento y desarrollo de compuestos de bajo peso molecular. Por lo tanto, el desafío consiste en encontrar, diseñar y sintetizar las moléculas con potencial farmacológico, sustancias químicas que no sólo interactúen con la diana biológica, sino que también tengan propiedades toxicológicas favorables para el ser humano y una farmacocinética específica y, aunado a todo esto, que sean favorables en costo y obtención para desarrollarse como un fármaco .

La investigación necesaria para el descubrimiento y desarrollo de nuevas terapias se encuentra una situación alarmante y es que sólo una de cada 10 mil moléculas ensayadas pasa a fase de desarrollo, una de cada 100 mil moléculas en fase de desarrollo supera los ensayos clínicos y sólo 3 de cada 10 nuevos medicamentos registrados recupera su inversión inicial, es decir, por cada millón de moléculas que son investigadas sólo tres recuperan la inversión del monto gastado. En otras palabras, la relación entre las moléculas ensayadas y las moléculas que superan los ensayos clínicos es aproximadamente la relación de la masa de un protón a la masa del sol; por tanto, el problema actual es la selección de nuevas moléculas de este vasto universo que tiene el potencial de ser biológicamente activa.

En el caso particular de la química medicinal en la industria farmacéutica, los acontecimientos que han tenido lugar en las últimas décadas no son muy alentadores. Impulsado por el aumento en el conocimiento y en el número de nuevos métodos, el papel de las ciencias naturales en la investigación de fármacos ha cambiado continuamente. Así, la primera etapa fue dominada por la química orgánica, mientras que la segunda se caracterizó por un mayor enfoque racional, en la que el conocimiento sobre las enzimas y los receptores desarrollados, y el diálogo entre los químicos y biólogos, se hizo más significativa.

La química medicinal como disciplina científica ha introducido varias técnicas novedosas en los últimos años, con el fin de acelerar el proceso de descubrimiento de fármacos, tales como la química combinatoria, la síntesis orgánica asistida por microondas, la purificación de alto rendimiento, el cribado virtual, los estudios de relación estructura actividad y el modelado molecular. A pesar de este aumento constante en las nuevas técnicas de desarrollo de fármacos, el número de nuevas entidades químicas que llegan al mercado se ha reducido drásticamente. Parece claro que la selección de las moléculas adecuadas para sintetizar es una de las cuestiones más problemáticas.

Las principales aportaciones y las tareas de la química farmacéutica en la investigación consiste en:

– La identificación de nuevas moléculas farmacéuticamente potenciales

– Su optimización para candidatos clínicos

– El suministro de cantidades suficientes de estas sustancias para estudios posteriores y para el desarrollo

Por otra parte, la química tiene un número cada vez mayor de contribuciones valiosas que hacer en otras áreas, como en la elucidación de los mecanismos biológicos y en la validación de dianas. El rápido progreso que se ha hecho en la biología, que culminó en la secuenciación del genoma humano, implica nuevos desafíos para la química: el objetivo actual es utilizar los nuevos conocimientos adquiridos sobre el genoma y proteoma para desarrollar nuevas formas de tratamiento. La información sobre las estructuras y funciones de macromoléculas biológicas, y los procesos biológicos, necesitan transformarse a un lenguaje donde participen químicos y biólogos para entender claramente el complejo proceso en el descubrimiento de un nuevo fármaco.


Imagen: http://www.republica.com/2016/09/01/descubren-una-formula-para-combatir-el-ebola/

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