{"id":202526,"date":"2012-08-22T14:15:04","date_gmt":"2012-08-22T17:15:04","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=202526"},"modified":"2015-11-05T18:31:56","modified_gmt":"2015-11-05T20:31:56","slug":"la-esencia-de-las-moleculas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/la-esencia-de-las-moleculas\/","title":{"rendered":"La esencia de las mol\u00e9culas"},"content":{"rendered":"
\"La

SCIENCE PHOTO LIBRARY<\/span><\/a> La imagen de la parte superior representa al ox\u00edgeno que carga la mioglobina, una de las primeras prote\u00ednas que se examinaron mediante cristalograf\u00eda; las esferas coloreadas representan a los amino\u00e1cidos de la mioglobina, que ayuda a almacenar ox\u00edgeno en los m\u00fasculosSCIENCE PHOTO LIBRARY<\/span><\/p><\/div>\n

Si bien hace 20 a\u00f1os eran pocos los laboratorios que empleaban la cristalograf\u00eda en Brasil, en la actualidad son decenas de centros de investigaci\u00f3n que dominan esta t\u00e9cnica, que apunta a develar la estructura tridimensional de las prote\u00ednas. En S\u00e3o Paulo, el uso de la cristalograf\u00eda dio un salto durante los a\u00f1os 2000 y 2001, con la presentaci\u00f3n del proyecto Genoma Estructural, lanzado conjuntamente por la FAPESP y el Laboratorio Nacional de Luz Sincrotr\u00f3n (LNLS), vinculado al Ministerio de Ciencia, Tecnolog\u00eda e Innovaci\u00f3n. El proyecto Genoma Estructural inyect\u00f3 3,5 millones de d\u00f3lares en decenas de laboratorios. Con dichos recursos, los grupos de investigaci\u00f3n pudieron financiar la compra de equipamientos para la expresi\u00f3n, purificaci\u00f3n, y cristalizaci\u00f3n de prote\u00ednas.<\/p>\n

El Centro de Biolog\u00eda Molecular Estructural, dependiente del Instituto de F\u00edsica de S\u00e3o Carlos (IFSC) de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP), r\u00e1pidamente descoll\u00f3 como uno de los protagonistas en ese sector. El grupo ya hab\u00eda dilucidado la estructura molecular de aproximadamente 20 prote\u00ednas mediante el empleo de la cristalograf\u00eda por difracci\u00f3n de rayos X. Las macromol\u00e9culas estudiadas eran potenciales blancos de inhibidores de enfermedades tales como la hepatitis B, el paludismo y algunos tipos de c\u00e1ncer.<\/p>\n

Los primeros pasos del centro de cristalograf\u00eda de S\u00e3o Carlos se concretaron en 1989. \u201cEl \u00e1rea estaba pasando por un boom<\/em> en todo el mundo, con la creaci\u00f3n de muchos centros. Entonces resolvimos hacer algo nuestro. El laboratorio ten\u00eda una pileta de azulejos y 16 metros cuadrados, ante unos mil con los que contamos actualmente\u201d, comenta Glaucius Oliva, coordinador del n\u00facleo de la USP de S\u00e3o Carlos. Actual presidente del Consejo Nacional de Desarrollo Cient\u00edfico y Tecnol\u00f3gico (CNPq), Oliva comenz\u00f3 en el \u00e1rea hace treinta a\u00f1os, cuando cursaba la carrera de f\u00edsica, bajo la supervisi\u00f3n de la profesora Yvonne Mascarenhas, quien inici\u00f3 los trabajos con cristalograf\u00eda en la ciudad paulista de S\u00e3o Carlos. En 2000, su grupo adquiri\u00f3 el estatus de Centro de Investigaci\u00f3n, Innovaci\u00f3n y Difusi\u00f3n (Cepid) y, m\u00e1s recientemente, el de Instituto Nacional de Ciencia y Tecnolog\u00eda (INCT), con el apoyo del gobierno federal y de la FAPESP.<\/p>\n

En 1992, por primera vez, una prote\u00edna, la glucosamina-6-fosfato desaminasa de la bacteria Escherichia coli<\/em>, fue enteramente caracterizada en el pa\u00eds por medio de la cristalograf\u00eda. En 1997, el mismo a\u00f1o en que el grupo del Instituto de F\u00edsica de la USP de S\u00e3o Carlos hizo crecer cristales en gravedad cero a bordo de los trasbordadores espaciales estadounidenses, comenz\u00f3 a funcionar una l\u00ednea de luz espec\u00edfica para estudios de cristalograf\u00eda en el LNLS, en la ciudad de Campinas. De acuerdo con Oliva, aparte de que se ha expandido mucho la formaci\u00f3n de recursos humanos en el sector a partir de los a\u00f1os 1990, personal que actualmente lidera grupos de investigaci\u00f3n en distintos estados de Brasil, la cristalograf\u00eda ha pasado por una \u201cevoluci\u00f3n metodol\u00f3gica y tecnol\u00f3gica muy grande durante este tiempo\u201d.<\/p>\n

Si bien antes, todas las soluciones empleadas para hacer crecer cristales de prote\u00ednas deb\u00edan obtenerse en forma manual, ahora existen robots que pr\u00e1cticamente llevan a cabo el experimento completo. La velocidad y el rendimiento son mucho mayores, dicen los expertos. \u201cPese a todo esto, la t\u00e9cnica todav\u00eda es bastante experimental. No existe una teor\u00eda de la cristalograf\u00eda. No se consigue antever si va salir bien o no\u201d, afirma Oliva.<\/p>\n

En simult\u00e1neo con la maduraci\u00f3n del centro de investigaciones de S\u00e3o Carlos, a comienzos de los a\u00f1os 2000, tambi\u00e9n con la coordinaci\u00f3n del LNLS, empez\u00f3 a funcionar la Red de Biolog\u00eda Molecular Estructural (Smolbnet), lo que facilit\u00f3 el trabajo de equipos de decenas de laboratorios, que identificaron la estructura tridimensional de 52 prote\u00ednas en dos a\u00f1os (lea el reportaje<\/a><\/em>). En esa \u00e9poca, el equipo de Oliva realiz\u00f3 otro experimento pionero, al dilucidar las v\u00edas bioqu\u00edmicas de producci\u00f3n de glucosa del Trypanosoma cruzi<\/em>, el protozoo de la enfermedad de Chagas (lea el reportaje<\/a><\/em>).<\/p>\n

La Biblioteca Virtual de la FAPESP, que registra los proyectos que han contado o cuentan con apoyo de la Fundaci\u00f3n desde 1992, cataloga 93 proyectos de investigaci\u00f3n en el \u00e1rea, de los cuales 17 se encuentran en marcha y 76 concluidos. Los investigadores emplean la cristalograf\u00eda para estudiar prote\u00ednas que puedan derivar en nuevos f\u00e1rmacos o esclarecer el desarrollo de algunos tipos de c\u00e1ncer.<\/p>\n

El peso de las t\u00e9cnicas modernas de cristalograf\u00eda se percibe a las claras mediante un sencillo ejercicio, que consiste en invertir la log\u00edstica de la producci\u00f3n de un f\u00e1rmaco. Un medicamento, para ser eficiente, debe actuar, como en el caso de la enfermedad de Chagas, en la relaci\u00f3n entre el par\u00e1sito y el hu\u00e9sped. La medicaci\u00f3n debe funcionar y, de preferencia, matar al primero sin\u00a0 interferir en el segundo.<\/p>\n

Pero, \u00bfc\u00f3mo visualizar todas estas interacciones biol\u00f3gicas a nivel molecular? Solamente mediante verdaderas disecciones moleculares de todo el proceso. Y \u00e9ste es el rol de la cristalograf\u00eda, que consiste en un conjunto de t\u00e9cnicas que detallan la estructura de las prote\u00ednas por medio de la difracci\u00f3n (dispersi\u00f3n) de los rayos X en un cristal formado por las prote\u00ednas que se desea estudiar, por ejemplo.<\/p>\n

Cuanto m\u00e1s avanzan las investigaciones, m\u00e1s prote\u00ednas se identifican y se validan mediante el empleo de la cristalograf\u00eda, y as\u00ed se expande el banco de datos biol\u00f3gicos sobre un determinado problema. De este modo, la cantidad de opciones con que se contar\u00e1 para enfrentar y resolver ciertos retos a nivel molecular tiende a ser mayor.<\/p>\n

\"070-073_cristaliza\u00e7\u00e3o_esp50\"<\/a><\/p>\n

Y este trabajo de armar y desarmar a nivel molecular no existe \u00fanicamente para la enfermedad de Chagas, sino tambi\u00e9n para varias afecciones, y aparte permite otras aplicaciones dentro de la biolog\u00eda en general. El objetivo consiste siempre en identificar macromol\u00e9culas y, en laboratorio, intentar sintetizar otros compuestos que se unen a los denominados blancos biol\u00f3gicos. Lo que se pretende es bloquear esa ruta, para que algunos desdoblamientos normalmente deseables se concreten, como lo es la muerte del T<\/em>. cruzi<\/em>.<\/p>\n

Otra prueba de que las t\u00e9cnicas de cristalograf\u00eda son vitales para el desarrollo cient\u00edfico proviene del mundo de las serpientes. Varios proyectos en curso en el estado de S\u00e3o Paulo durante los \u00faltimos a\u00f1os emplean precisamente esta herramienta para descifrar los venenos de estos animales.<\/p>\n

La analog\u00eda que puede hacerse es f\u00e1cil de entender. Los componentes de la ponzo\u00f1a \u2013y varios proyectos de investigaci\u00f3n contribuyeron a esos descubrimientos recientemente\u2013 no se adecuan para su uso cl\u00ednico. Pero, de conocerse bien sus estructuras moleculares, los expertos creen que podr\u00edan alterar una parte de la mol\u00e9cula para modificar su acci\u00f3n sobre el organismo. Esta modificaci\u00f3n planteada en la estructura original de una mol\u00e9cula podr\u00e1 tener, seg\u00fan se cree, un uso terap\u00e9utico en muchas enfermedades.<\/p>\n

Un grupo de investigaci\u00f3n de la Fundaci\u00f3n Herm\u00ednio Ometto, de la ciudad de Araras, est\u00e1 avanzando justamente por esa senda. Los investigadores est\u00e1n interesados en aislar un grupo de enzimas del veneno de la serpiente Crotalus durissus terrificus<\/em>, la conocida cascabel. Junto a otras herramientas, la cristalograf\u00eda por difracci\u00f3n de rayos X est\u00e1 us\u00e1ndose para dilucidar las estructuras tridimensionales de las prote\u00ednas seleccionadas.<\/p>\n

De acuerdo con el grupo, las enzimas L-amino\u00e1cido-oxidasas (LAAOs), que le confieren al veneno de la serpiente una tonalidad amarillo \u00e1mbar, presentaron potencial citot\u00f3xico, bactericida y antiparasitario in vitro<\/em>. Han sido descritas como inductoras de una serie de efectos t\u00f3xicos en sistemas biol\u00f3gicos, tales como agregaci\u00f3n plaquetaria, hemorragia, edema y apoptosis.<\/p>\n

La evoluci\u00f3n de estas t\u00e9cnicas y de los bancos de datos de estructuras de prote\u00ednas, con sus informaciones moleculares conocidas, es tan s\u00f3lo una parte del problema. Tambi\u00e9n existen lagunas del lado de la investigaci\u00f3n aplicada.<\/p>\n

Desde que la mioglobina, una de las primeras estructuras de una prote\u00edna totalmente conocida por medio de la cristalograf\u00eda, fue validada en Estados Unidos en 1960, comenz\u00f3 una evoluci\u00f3n paralela en el sector empresarial, aunque en Brasil pocas empresas invierten en investigaci\u00f3n de nuevos f\u00e1rmacos, la principal \u00e1rea en que se ha venido aplicando la cristalograf\u00eda.<\/p>\n

Las consecuencias de los avances en biolog\u00eda estructural solamente podr\u00e1n desembocar donde se espera en t\u00e9rminos de salud en caso de que los procesos de innovaci\u00f3n tecnol\u00f3gica y desarrollo de f\u00e1rmacos se encuentren totalmente aceitados, seg\u00fan advierten los investigadores. \u00c9stos estiman que el desarrollo de mol\u00e9culas que realmente podr\u00e1n alcanzar los blancos biol\u00f3gicos para los cuales se las dise\u00f1\u00f3 solamente se har\u00e1 efectivo si las universidades y las empresas logran trabajar juntas. Solamente un producto que sea rentable para las empresas podr\u00e1 contar con apoyo econ\u00f3mico como para luego fabric\u00e1rselo a escala comercial.<\/p>\n

Los Proyectos<\/strong>
\n1.\u00a0<\/strong>Instituto Nacional de Biotecnolog\u00eda Estructural y Qu\u00edmica Medicinal en Enfermedades Infecciosas \u2013 INBEQMeDI (n\u00ba 2008\/57910-0<\/a>) (2009-2014); Modalidad <\/strong>Tem\u00e1tico;\u00a0Coordinador<\/strong>\u00a0Glaucius Oliva \u2013 IFSC\/ USP;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 1.340.213,83
\n2.<\/strong> Cristalograf\u00eda, modelado molecular y planificaci\u00f3n de sustancias de inter\u00e9s biol\u00f3gico II (n\u00ba 1994\/ 00587-9<\/a>) (1995-1998);\u00a0Modalidad<\/strong>\u00a0Tem\u00e1tico;\u00a0Coordinador<\/strong>\u00a0Glaucius Oliva \u2013 IFSC\/ USP;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 257.249,99
\n3.<\/strong> Centro de Biotecnolog\u00eda Molecular Estructural (n\u00ba 1998\/14138-2<\/a>) (2000-2012); Modalidad<\/strong>\u00a0Programa Centros de Investigaci\u00f3n \u2013 Cepid;\u00a0Coordinador\u00a0<\/strong>Maur\u00edcio Ventura Mazzi \u2013 Centro Universitario Herm\u00ednio Ometto (Uniararas);\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 28.449.954,27
\n4.<\/strong>\u00a0Caracterizaci\u00f3n bioqu\u00edmica, estructural y funcional de L-amino\u00e1cido-oxidasa aislada del veneno amarillo de la serpiente Crotalus durissus terrificus<\/em>\u00a0(n\u00ba 2011\/ 12267-6<\/a>)(2012-2013);\u00a0Modalidad\u00a0<\/strong>L\u00ednea regular de ayuda al proyecto de investigaci\u00f3n; Coordinador\u00a0<\/strong>Maur\u00edcio Ventura Mazzi \u2013 Centro Universitario Herm\u00ednio Ometto (Uniararas);\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 301.426,83<\/p>\n

De nuestro archivo
\n<\/strong>El rompecabezas de la vida –\u00a0<\/em>Edici\u00f3n especial Cepids \u2013 mayo de 2007
\nLa clave para los nuevos medicamentos –\u00a0<\/em>Edici\u00f3n n\u00ba 57 \u2013 septiembre de 2000
\nGenes identificados pueden tener relaci\u00f3n con la CVC –\u00a0<\/em>Edici\u00f3n n\u00ba 38 \u2013 diciembre de 1998
\nCooperaci\u00f3n en el espacio –\u00a0<\/em>Edici\u00f3n n\u00ba 21 \u2013 junho de 1997
\nViaje de reconocimiento –\u00a0<\/em>Edici\u00f3n n\u00ba 19 \u2013 abril de 1997<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"La cristalograf\u00eda facilita el desarrollo de medicamentos","protected":false},"author":112,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[1571],"tags":[278,306],"coauthors":[417],"class_list":["post-202526","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-genomica-es","tag-biologia-es","tag-genetica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/202526","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/112"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=202526"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/202526\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=202526"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=202526"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=202526"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=202526"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}