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1.3.1. Fase preclínica

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Fármacos
Hemos visto en las entradas anteriores el especializado y largo proceso que conduce al descubrimiento y selección entre miles de candidatos del que será el futuro fármaco que se pondrá en el mercado.

A continuación, explicaré la denominada fase preclínica, situada entre la fase de investigación y los ensayos clínicos. Esta fase se va a dividir en dos partes: una centrada en determinar la seguridad del compuesto líder resultante de las todas las etapas anteriores y una segunda consistente en incorporar el compuesto en un sistema de liberación de fármacos. Existen muchos sistemas de liberación de fármacos, todos ellos con pautas específicas para su desarrollo, producción, almacenaje y uso. Entre los más comunes y popularmente conocidos se encuentran los medicamentos orales (pastillas, cápsulas, tabletas...).
Fases en el desarrollo de fármacos
Retomando el punto donde lo dejamos en la entrada anterior, vamos a partir de un compuesto líder optimizado, el cual: es capaz de unirse a una de las dianas terapéuticas que juegan un papel primordial en una enfermedad concreta, es farmacológicamente activo y aparentemente no tóxico.
De ahora en adelante, el formulador farmacéutico será quien determine cuál es la mejor manera de administrar ese compuesto en su área de acción dentro del organismo.
La manera más adecuada de comenzar este proceso es centrarse en obtener un mayor entendimiento del complejo farmacológico, teniendo en cuenta el tipo de método de administración que probablemente se empleará para el fármaco. Para hacerlo deben plantearse una serie de preguntas en torno a sus propiedades físicas y químicas: ¿es soluble en agua, liposoluble o una combinación de ambos?, ¿puede llegar a cristalizarse?, ¿pueden estos cristales reducirse a partículas más pequeñas?, ¿se trata de un fármaco químicamente estable?, en caso de serlo ¿durante cuánto tiempo?, ¿de qué manera se degrada, lo hace en un ambiente ácido?. Todas estas preguntas han de ser respondidas antes de incorporarlo a una forma real de administración.

Aspirina en disolución
Una de las propiedades más importantes que deben conocerse acerca de un fármaco es su solubilidad en agua. Cuando se administra un medicamento la mayoría de ellos entran en contacto con algún fluido biológico compuesto de agua, puesto que el cuerpo humano en su mayor parte se compone de ella.
La solubilidad es una característica muy importante para la inmensa mayoría de los medicamentos, pero especialmente para aquellos que van a ser absorbidos en el tracto gastrointestinal (TGI). Así por ejemplo, una aspirina no podría ser absorbida por el intestino aunque se descompusiese en fragmentos más pequeños si no se llegase a disolver en los fluidos intestinales.

En el caso de que el compuesto posea nula o baja solubilidad en agua, el formulador farmacéutico planteará distintas estrategias para incrementarla. En lugar de ello, como segunda alternativa puede darse un paso atrás en este proceso y retornarse al laboratorio químico donde se sintetizará una forma salina del mismo.
Pero la solubilidad del compuesto no sólo debe ser examinada en un medio acuoso, sino también en distintos medios ácidos, debido a que los fluidos gastrointestinales cuentan con diferentes grados de acidez.
Además del agua debe evaluarse la acción de otros solventes empleados en la formulación final del complejo farmacológico como el glicerol, el etanol o el propilenglicol. Así como solventes utilizados en el proceso de fabricación como el alcohol isopropílico, el metanol y el acetonitrilo.

Fuentes: UTAustinX: UT.4.01x Take Your Medicine - The Impact of Drug Development.
              http://indacea.org/desarrollo-de-medicamentos-1/
              Valentia Biopharma S.L.
              http://www.pharmatechespanol.com.mx/articulo/820.polimeros_avanzados_para_mejora_de_la_solubilidad


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2.1. Microscopio de efecto túnel (STM)

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En la entrada titulada "Nanotecnología. Introducción " comenté que el desarrollo del microscopio de efecto túnel desempeñó un papel primordial en el avance de la nanotecnología, conozcamos un poco más de él, en qué consiste y cómo funciona.
El microscopio de efecto túnel (STM en inglés) fue desarrollado en 1981 por Gerd Binning y Heinrich Rohrer en los laboratorios de IBM en la ciudad suiza de Zurich, por el que fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 1986.
Microscopio de efecto túnel
Tanto el STM como el AFM (microscopio de fuerza atómica) quedan englobados dentro de los denominados microscopios de sonda de barrido, pero el primero de ellos es mucho más potente permitiendo posicionar y observar átomos individuales con una resolución más alta que el segundo.

El STM se emplea para obtener imágenes de superficies conductoras a una escala atómica aproximada de tan sólo 2 Å (2*10-10 m). También, puede modificar la muestra analizada al manipular átomos individuales, desencadenar reacciones químicas y originar iones al reemplazar electrones de unos átomos a otros.

El microscopio de efecto túnel es un microscopio no óptico (no emplea la luz para trasladarnos al mundo de las nano-dimensiones) cuyo funcionamiento se basa en los principios de la mecánica cuántica. Se fundamenta en la utilización de una sonda sumamente precisa que se sitúa tan sólo a la distancia del diámetro de un átomo sobre la muestra sometida a estudio, aplicándose un voltaje entre ambas. Dependiendo de las características de ese voltaje los electrones pueden saltar mediante efecto túnel[1] de un lado a otro dando como resultado una corriente eléctrica muy débil, conocida como corriente de “tunelización” de apenas unos pocos picoamperios      (1 pA = 10-12 A).
Trayectoria de la punta de la sonda sobre la muestra
La aguja de esta sonda es extremadamente puntiaguda, estando su punta constituida por un sólo átomo. Realiza un barrido de la superficie a una velocidad muy pausada, elevándose y descendiendo (mediante un mecanismo piezoeléctrico[2] de control altura) con el fin de mantener una señal constante y conservar la distancia, lo que le permite inspeccionar hasta el más mínimo detalle de la superficie escaneada.
El registro del movimiento vertical de la aguja hace posible examinar la estructura superficial átomo por átomo, generándose mediante un ordenador un mapa de contorno de la misma.

Los materiales aislantes no pueden ser analizados mediante esta técnica, puesto que al no contar con electrones libres es imposible que produzcan la corriente de “tunelización” entre ellos y la punta de la sonda, con lo que no pueden originarse imágenes tridimensionales de la muestra.
Imagen de la doble hélice de DNA obtenida mediante STM

Aunque estos instrumentos exhiben un funcionamiento óptimo en el análisis de materiales conductores, también es posible con ellos la observación de moléculas orgánicas como el ADN.

Este tipo de microscopio juega un papel muy importante en física, concretamente en el estudio superficial de semiconductores y en el campo de la microelectrónica. Asimismo resulta particularmente útil en química, en la investigación de reacciones superficiales como la catálisis o en laboratorios químicos que trabajan en la nanoescala, donde el estudio de defectos y la estructura física de compuestos químicos sintéticos es de vital importancia.




[1] El efecto túnel consiste en aquellas partículas cuánticas (electrones en este caso) que consiguen penetrar y atravesar una zona que, en principio, estaría prohibida al no poseer suficiente energía cinética (energía asociada con la velocidad de un cuerpo) para atravesarla, debido a la existencia de un potencial eléctrico que impediría su paso.
[2] Son materiales que se deforman, expandiéndose o contrayéndose bajo la acción de un campo eléctrico.

Fuentes: http://education.mrsec.wisc.edu/130.htm
              http://www.nobelprize.org/educational/physics/microscopes/scanning/
              http://hoffman.physics.harvard.edu/research/STMintro.php
              http://www.uwec.edu/Matsci/center/instrumentation/


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2.1. Introducción a la nanomedicina

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La introducción de la nanotecnología en el ámbito de la salud ha permitido el desarrollo de una nueva disciplina científica conocida como nanomedicina.

Debido al hecho de que ciertas macromoléculas biológicas primordiales en el funcionamiento de los seres vivos, como el ADN o las proteínas, se localicen en el rango de escala del nanómetro va a posibilitar la interacción a nivel celular entre los dispositivos y materiales nanométricos con distintos componentes del cuerpo humano. Este hecho propicia el descubrimiento de nuevas perspectivas de avance en medicina.

Ciertas predicciones que se llegaron a aventurar en las primeras etapas de la nanotecnología continúan siendo ciencia ficción. Es el caso de los “nanobots” que nos defenderían de ataques de microorganismos externos y curarían de manera selectiva ciertas lesiones y tejidos dañados.
Imaginarios nanobots en el torrente sanguíneo
Sin embargo, sí se han realizado importantes avances en el desarrollo de nanoestructuras que incorporan distintas funcionalidades que desempeñan funciones “similares” a las que harían los supuestos nanobots.

El continuo incremento de las enfermedades neurodegenerativas, cardiovasculares, la diabetes o el cáncer obliga a investigar métodos terapéuticos y de diagnóstico que sean más sencillos, rápidos y precisos que los que contamos en la actualidad, disminuyendo al mismo tiempo los costes involucrados.
La nanomedicina augura solucionar algunos de estos problemas mediante el diagnóstico de las enfermedades en sus etapas tempranas de desarrollo, el tratamiento individualizado del paciente o la capacidad de regenerar tejidos y órganos dañados.

La nanomedicina se va a centrar en tres grandes ramas: métodos de diagnóstico, sistemas de liberación de fármacos y medicina regenerativa.
Campos de aplicación de la nanomedicina
Los métodos de nanodiagnóstico que se dividen en sistemas de análisis e imagen permiten detectar la aparición de enfermedades, tanto in vitro como in vivo, de manera precoz y de este modo actuar sobre ella con un tratamiento que cause el menor daño posible al resto del organismo.
En los análisis de muestras extraídas del paciente así como en el diagnóstico por imagen, la nanomedicina contribuye a una detección más específica, rápida y eficaz en una fase cada vez más temprana de la enfermedad (a escala molecular y celular) ofreciendo así mayores posibilidades de curación.
La nanomedicina presenta también importantes novedades en la liberación controlada de fármacos, los cuales se van a dirigir de forma selectiva a aquellas zonas y células afectadas para lograr un tratamiento más efectivo, con una dosis menor y minimizando los efectos secundarios.
Además, estos sistemas protegen al fármaco de ser degradados antes de llegar a su destino permitiéndoles, de esta manera, la administración de medicamentos poco solubles o que no pueden suministrarse por las vías convencionales.
Por último, mediante las terapias génicas y celulares, biomateriales, ingeniería de tejidos y herramientas nanotecnológicas, la nanomedicina regenerativa va a potenciar los mecanismos de reparación de tejidos y órganos que el propio cuerpo humano dispone de modo natural y que en ocasiones no son suficientes para el total restablecimiento del organismo.


Fuentes: Informe de vigilancia tecnológica: nanomedicina. Fundación para el conocimiento madri+d CEIMJosé Manuel González, Marta López, 
              Gema Ruiz.
              Nanomedicina: aplicación de la nanotecnología en la salud. Laura M. Lechuga.Grupo de Nanobiosensores y Aplicaciones Bioanalíticas
              Centro de Investigación en Nanociencia y Nanotecnología (CIN2). CSIC
              Fundación española para la ciencia y la tecnología (FECYT). Nanociencia y nanotecnología. Entre la ciencia ficción del presente 
              y la tecnología del futuro, 2009.


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3.2. Carbohidratos

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La gran mayoría de la gente se encuentra más que familiarizada con el primer tipo de macromoléculas que vamos a estudiar: los carbohidratos. Y ello se debe a que se trata de uno de los principales protagonistas en muchísimos tipos de dietas, tanto en las de bajo contenido en este macronutriente para aquellos que buscan pérdida de peso, como aquellos que necesitan un gran aporte energético en su vida diaria, como es el caso de los deportistas.
Los carbohidratos desempeñan muchas funciones en las plantas, animales y el ser humano, siendo parte esencial en nuestra alimentación, al proporcionar energía (4,3 Kcal/g) al organismo, principalmente a través de la glucosa.
Entre las fuentes naturales ricas en carbohidratos encontramos las verduras, frutas y cereales.
Su estructura molecular se representa mediante la fórmula (CH2O)n, donde n nos indica el número de átomos de carbono en la molécula. Por tanto, en los carbohidratos la proporción C, H, O siempre va a ser de 1:2:1.
Este tipo de macromoléculas se clasifica en tres tipos: monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.


Monosacáridos

Los monosacáridos son moléculas que pueden adoptar tanto forma de cadena lineal como de anillo, encontrándose estos últimos normalmente en soluciones acuosas.
Se trata de azúcares simples (mono-: uno, sacar-: dulce), siendo la glucosa el más común de todos ellos. La gran mayoría de ellos se denominan con el sufijo “-osa” conteniendo un número de átomos de carbono que varía entre tres y siete. Así, hallamos por ejemplo, la triasa (3 carbonos), la pentosa (5 carbonos) o la hexosa (6 carbonos).
Si cuentan en su estructura con un grupo aldehído[1] el monosacárido se conocerá como aldosa, en cambio se denominará cetosa si el grupo funcional que posee es una cetona[1].

La glucosa (C6H12O6) es una de las fuentes energéticas primordiales del ser humano de la cual se va a liberar energía durante la respiración celular, empleándose dicha energía para la fabricación de ATP (trifosfato de adenosina)[2]. Las plantas van a sintetizar la glucosa utilizando CO2 y agua, almacenando sus excedentes en forma de almidón, que será catabolizado (descompuesto por las células) al ser consumido por los seres humanos y animales herbívoros.

Entre otros monosacáridos también destacan la galactosa (que forma parte de la lactosa o azúcar de la leche) y la fructosa (forma de azúcar presente en las frutas y la miel). Tanto la glucosa, la galactosa y la fructosa son hexosas y ejemplos de monosacáridos isoméricos al poseer la misma fórmula química (C6H12O6) pero diferenciarse estructural y químicamente debido a las distintas disposiciones de sus grupos funcionales en torno a los carbonos asimétricos[3].
La glucosa y la galactosa pertenecen al grupo que veíamos anteriormente denominado aldosas y la fructosa a las cetosas.
Moléculas de glucosa, galactosa y fructosa

Disacáridos

Los disacáridos (di-: dos) se van a constituir cuando dos monosacáridos se someten a una reacción de síntesis por deshidratación. Durante este proceso el hidrógeno de uno de los monosacáridos se combina con el grupo hidroxilo de otro monosacárido, formando un enlace covalente entre ambos y liberando una molécula de agua. Este enlace covalente se denomina enlace glucosídico, los cuales se dividen en dos tipos: α y β, dependiendo de si el grupo hidroxilo (OH) se posiciona por encima o por debajo del carbono quiral.
Molécula de sacarosa: combinación de los monosacáridos glucosa y fructosa
Entre los disacáridos más habituales se hallan la lactosa, la cual es el resultado de la unión de los monómeros galactosa y glucosa, encontrándose presente de forma natural en la leche. La maltosa, o azúcar de malta, formada a partir de la reacción de deshidratación de dos moléculas de glucosa es otro ejemplo de disacáridos. Pero sin duda, el más común de todos ellos es la sacarosa, o azúcar de mesa, compuesta de monómeros de fructosa y glucosa.


Polisacáridos

Los polisacáridos (poli-: muchos) son largas cadenas de monosacáridos unidos por enlaces glucosídicos. Estas cadenas pueden ser ramificadas o sin ramificar conteniendo diferentes tipos de monosacáridos. Entre los principales polisacáridos destacan el almidón, el glucógeno, la celulosa y la quitina.

Almidón
Las plantas son capaces de sintetizar la glucosa, como comenté anteriormente, a partir de agua y CO2. Cuando su producción sobrepasa las necesidades energéticas de la planta, los excedentes se van a almacenar en forma de almidón en distintas partes de la misma, incluyendo la raíz y las semillas, a las que les proporcionará alimento durante la germinación de las mismas.
El almidón al ser consumido en la dieta por animales y seres humanos es descompuesto previamente por enzimas, como las amilasas salivares, en moléculas de menor tamaño como la glucosa antes de ser absorbida por las células y satisfacer así las necesidades energéticas de éstas.

Glucógeno
El glucógeno, compuesto de monómeros de glucosa, es la forma de almacenamiento de ésta última en los humanos y otros vertebrados. Se le considera el equivalente animal al almidón de las plantas, acumulándose en las células musculares y el hígado.
Cuando los niveles de glucosa en sangre disminuyen se recurre a estos depósitos descomponiendo el glucógeno para liberar la glucosa que lo constituye en un proceso denominado glucogenólisis.
Procesos de glucogénesis y glucogenólisis

Celulosa
La celulosa, constituida también por monómeros de glucosa, es el biopolímero más abundante. Se trata del principal componente de las paredes celulares de las plantas confiriéndolas soporte estructural.
En este tipo de moléculas sus monómeros constituyentes se hallan fuertemente empaquetados dando a la celulosa su típica estructura fibrosa confiriendo a las plantas dos características muy importantes para ellas: rigidez y elevada resistencia a la tracción.
A diferencia del ser humano, los animales herbívoros cuentan en su sistema digestivo con bacterias y protistas[4] que segregan la enzima celulasa, ayundádoles a digerir la celulosa presente en los pastos que consumen, descomponerla en monómeros de glucosa y como consecuencia poder aprovecharla como fuente de energía.
Estructura de la celulosa

Quitina
El cuarto polisacárido a destacar es la quitina. Es un polisacárido con alto contenido en nitrógeno constituida por unidades repetidas de N-acetil-β-glucosamina, un tipo de azúcar modificada.
La quitina es un componente principal de las paredes celulares de los hongos y del exoesqueleto (esqueleto externo) de los artrópodos que protege sus órganos internos.


BENEFICIOS DE LOS CARBOHIDRATOS

Los carbohidratos se componen de elementos tanto solubles como insolubles. Entre los segundos encontramos la fibra, que es principalmente celulosa. La celulosa ayuda a regular el tránsito intestinal y regula la tasa de consumo de glucosa en sangre. Además favorece la eliminación del exceso de colesterol en sangre uniéndose a él en el intestino delgado, y evitando, de esta manera, que forme parte del torrente sanguíneo, excretándose por medio de las heces. Asimismo, las dietas ricas en fibra desempeñan una misión protectora contra la aparición del cáncer de colon.

La glucosa proporcionada por los carbohidratos que consumimos, una vez ha sido descompuesta durante la respiración celular, va a producir moléculas de ATP, que se caracteriza por su rápida aportación de energía al organismo. Como consecuencia, sin el consumo de carbohidratos la disponibilidad de energía instantánea se vería profundamente reducida.
Estructura molecular del ATP

Debido a todas estas razones, eliminar la ingestión de carbohidratos, como algunas dietas hipocalóricas propugnan, con el fin de producir una rápida pérdida de peso se convertiría en un gran error. Para tal objetivo, sería una solución mucho más sensata y saludable el consumo de los carbohidratos adecuados a través de verduras, frutas y cereales en combinación con un contenido equilibrado de proteínas, vitaminas y grasas y la realización de ejercicio adaptado a nuestro estado físico, edad y sexo.




[1] Ambos son compuestos orgánicos caracterizados por contener el grupo funcional carbonilo (C=O), con la diferencia que en los aldehídos este grupo se encuentra unido, al menos, a un átomo de hidrógeno, mientras que, en las cetonas el grupo carbonilo se une a dos átomos de carbono.
[2] Molécula utilizada por todos los organismos vivos para proporcionar energía en las reacciones químicas. Es considerada la moneda energética del metabolismo.
[3] El carbono quiral o asimétrico es aquel que está enlazado con cuatro elementos diferentes.
[4] Organismos normalmente unicelulares de tipo eucarionte (su núcleo celular se encuentra delimitado dentro de una membrana) que por sus características no pueden incluirse en el resto de los reinos de esta clase (animales, plantas y hongos).

Fuentes: OpenStax College, Biology. OpenStax College. 30 May 2013.
              http://medmol.es/glosario/121012glosariomedmol_atp/
              https://kel-tay-lii.wikispaces.com/A.+Intro+to+Phys
              http://chemistry.tutorvista.com/organic-chemistry/oligosaccharides.html
              http://www.entrenasalud.es/glucogeno-y-deporte-un-gran-deposito-de-energia/
              http://www.asturnatura.com/articulos/envoltura-celular/pared-celular.php


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3.1. Macromoléculas biológicas. Introducción

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Comienzo aquí, con esta breve introducción, un nuevo bloque dentro de esta sección en  la que estudiaremos los cuatro tipos principales de macromoléculas biológicas: carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Representan los constituyentes fundamentales de la estructura celular, que al combinarse constituyen la mayor parte del peso seco de la célula, llevando a cabo en la misma una amplia variedad de funciones. Se tratan de moléculas orgánicas, por lo que su principal componente es el carbono, al que se añaden el hidrógeno (H), el oxígeno (O), el nitrógeno (N) y otros elementos menores.
Las dos reacciones primordiales que intervienen en la síntesis de las macromoléculas biológicas son las siguientes:

         Síntesis por deshidratación
Los bloques básicos de la mayoría de las macromoléculas son subunidades que se conocen con el nombre de monómeros. Dichos monómeros se combinan mediante enlaces covalentes formando moléculas más grandes (polímeros) para lo cual liberan moléculas de agua como subproductos. A este mecanismo se le conoce como síntesis de deshidratación que significa “unir perdiendo agua”.
Durante estas reacciones, el hidrógeno (H+) de uno de los monómeros se combina con el grupo hidroxilo (OH-) de otro, liberando una molécula de agua. Al mismo tiempo, los monómeros comparten electrones y se unen mediante enlaces covalentes.
Los monómeros no tienen porqué ser siempre del mismo tipo e incluso la misma clase de monómero puede dar lugar a diferentes tipos de polímeros. Por ejemplo, los monómeros de glucosa son los integrantes de sustancias tan diferentes como la celulosa, el glucógeno o el almidón.
Reacción de síntesis por deshidratación

         Hidrólisis
La hidrólisis que significa “disolver en agua” es un tipo de reacción en la que se emplea moléculas de esta sustancia para descomponer los polímeros en sus monómeros constituyentes. En estas reacciones, el polímero se divide en dos componentes: uno de ellos adquiere un átomo de hidrógeno (H+) y el otro un grupo hidroxilo (OH-), ambos procedentes de la ruptura de una molécula de agua.
Reacción de hidrólisis
En estos dos tipos de reacciones pueden intervenir enzimas (un tipo específico de proteínas) cuya función desempeñada se conoce con el nombre de catálisis, la cual consiste en la alteración de la velocidad de una reacción, en los dos casos citados aumentándola.
A través de reacciones de hidrólisis nuestro organismo se encarga mediante la acción de enzimas muy específicas del sistema digestivo de descomponer tanto las proteínas, lípidos y carbohidratos que ingerimos en nuestra dieta en moléculas más pequeñas para que los nutrientes puedan ser absorbidos por las células intestinales. Así, por ejemplo, los lípidos se descomponen mediante la acción de las lipasas, las proteínas lo hacen gracias a enzimas como la pepsina, la peptidasa o el ácido clorhídrico y los carbohidratos mediante la sacarasa, la lactasa, la amilasa o la maltasa.
La descomposición de todas estas moléculas proporciona la energía necesaria para desarrollar las distintas funciones celulares.

Fuentes: OpenStax College, Biology. OpenStax College. 30 May 2013.
              http://www.differencebetween.net/science/health/difference-between-hydrolysis-and-dehydration-synthesis/


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1.2.4. Optimización de candidatos

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El conjunto de complejos farmacológicos que superan la fase de cribado ha de ser reducido y optimizado según una serie de criterios clave.
Para llevar a cabo una mayor reducción en el número de candidatos los investigadores caracterizan la manera en la que se adhieren a sus blancos. Este proceso de optimización es, por tanto, aplicable solamente en el primero de los enfoques estudiado en la anterior entrada, basado en dianas biológicas.
En el segundo de ellos, el fenotípico, su validación resulta bastante difícil de realizar debido al conocimiento limitado del mecanismo de acción de los compuestos.
Entre los factores más importantes relacionados con el acoplamiento o unión entre los fármacos y las moléculas diana encontramos:

      El grado de afinidad que el complejo tenga con el blanco biológico.

      A cuántos blancos diferentes puede el fármaco unirse.

      Durante cuánto tiempo puede el compuesto permanecer adherido a la diana.

Estos criterios ayudarán a determinar cuál es la dosis más eficaz del fármaco y cualquier efecto secundario no deseado que pueda surgir.
Además, han de eliminarse los candidatos que presenten toxicidad en niveles terapéuticos, los que puedan ser inestables químicamente en solución o estado sólido y aquellos que sean sumamente costosos de sintetizar.
Los complejos que superen estos pasos son examinados por químicos que producirán unos compuestos conocidos como análogos, estructuralmente similares con alguna mejora en los criterios mencionados.

Una de las tareas más importantes desarrolladas durante el proceso de optimización es determinar la correlación entre la estructura química del futuro fármaco y su actividad (QSAR[1]) y de qué manera la primera de ellas afecta a la segunda.
Otro aspecto a evaluarse es la farmacobilidad del compuesto, término con el que se describe la habilidad del fármaco para alcanzar su blanco, acoplarse a él y producir algún tipo de efecto medible. Para conocer la farmacobilidad los científicos hacen uso de la llamada regla de cinco de Lipinski, que establece que un medicamento oral cumplirá su función farmacológica si:

      No contiene más de cinco donadores de enlace por puentes de hidrógeno (número total de enlaces nitrógeno-hidrógeno y oxígeno-hidrógeno, NHs y OHs).

      No contiene más de diez aceptores de enlace por puentes de hidrógeno (todos los átomos de nitrógeno u oxígeno).

      Su peso molecular es inferior a 500 uma.

      Un coeficiente de reparto octanol-agua[2]  (log P) inferior a cinco.



[1] La relación cuantitativa estructura-actividad, es el proceso por el cual la estructura química se correlaciona cuantitativamente con la actividad biológica (unión de un fármaco con un receptor) o la reactividad química (afinidad de una sustancia por otra para producir reacción).
[2] Cociente o razón entre las concentraciones de una determinada sustancia (soluto) en dos disolventes en equilibrio: octanol y agua. Su fórmula viene dada por:  log P = log ( [soluto]octanol  /  [soluto]agua ).

Fuentes: UTAustinX: UT.4.01x Take Your Medicine - The Impact of Drug Development.
              https://es.wikipedia.org/wiki/Relaci%C3%B3n_cuantitativa_estructura_actividad
              https://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_reparto_octanol-agua


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