Enfermedades Investigadas por Rosetta@home
Escrito por David Baker
Traducción Seti.cl
El siguiente texto es parte de la serie de comentarios del Dr. David Baker en el sitio web de Rosetta@home, el cual queremos compartir aquí en Seti.cl:
Mi grupo está investigando métodos fundamentales de desarrollo y tratando de luchar con las enfermedades más directamente. La mayoría de la información disponible se enfoca en la investigación básica, pero pensé que usted podría estar interesado en saber cuales son las enfermedades relacionadas al trabajo que estamos realizando y en las que usted contribuye a Rosetta@home.
Malaria:
Somos parte de un proyecto colaborativo encabezado por Austin Burt de la Universidad Imperial de Londres.
La Malaria es causada por un parásito que pasa gran parte de su ciclo de vida dentro del mosquito y es transmitido a los humanos cuando muerde el mosquito. La idea detrás del proyecto es hacer a los mosquitos resistentes al parásito al eliminar los genes requeridos por el parásito mientras vive en el mosquito. Nuestra parte del proyecto es usar nuestros métodos de diseño computacionales (ROSETTA) para gestionar nuevas enzimas que inactivarán estos genes.
Ántrax:
Estamos usando ROSETTA para ayudar al grupo de investigación de John Collier en Hardvard a construir modelos de toxinas de Antrax que contribuirían al desarrollo de tratamientos.
Definición: El ántrax es una enfermedad infecciosa aguda causada por el Bacillus anthracis, que es una bacteria que puede transmitirse en forma de esporas por el aire. Normalmente afecta a animales herbívoros, salvajes y domésticos, pero también puede afectar al hombre por contacto con animales infectados o tejidos provenientes de animales infectados.
VIH:
Una de las razones por las que el VIH es un virus tan mortal es porque ha evolucionado hasta engañar el sistema inmune. Estamos colaborando con los investigadores en Seattle y en el NIH para tratar de desarrollar una vacuna para el VIH. Nuestro rol en este proyecto es central; estamos usando Rosetta para diseñar pequeñas proteínas que muestren el pequeño número de regiones críticas del revestimiento de la proteína del VIH, en una forma que el sistema inmunológico pueda reconocer fácilmente y que genere anticuerpos. Nuestra meta es crear pequeñas vacunas proteicas estables que puedan tener un bajo costo y distribuidas por todo el mundo.
Otros Virus:
Hemos estado colaborando con el laboratorio Pam Bjorkman en Cal Tech para usar una metodología llamada Rosetta protein-protein docking (acoplamiento proteina-proteina) que construye modelos de proteínas de virus “herpes simples” en complejo con proteínas humanas.
Alzheimer:
Alzheimer y muchas otras enfermedades son probablemente causadas por un plegamiento de proteínas aberrante en la cual las proteínas forman largas estructuras agregadas calladas amiloides, en vez de plegarse a sus estados activos biológicamente normales. Se ha hecho un gran avance recientemente por el grupo de investigación de David Eisenberg en UCLA en resolver la primera estructura de un amiloide. Estamos colaborando con este grupo de investigación en usar la estructura para predecir qué partes de la proteína son más probables en formar aminoácidos, el cual será el primer paso en bloquear la formación de amiloides y con mucha esperanza, la enfermedad.
hacer click para ampliar
Cáncer:
El Cáncer puede ser causado por mutaciones en genes claves, que desbaratan los procesos de control normales de las células. Estamos desarrollando métodos para cortar el ADN en sitios específicos del genoma, y podremos enfocarnos en lugares específicos que están implicados con el cáncer. Luego que estos lugares son cortados, deberían ser reparados por una segunda célula; una copia indeformable del gen esta nueva célula no debería ser cancerígena. Esta es una forma muy específica de la terapia de genes que, si es exitosa, transformará una de las mayores objeciones de los métodos de terapia de genes; los métodos actuales insertan la copia inmutable del gen aleatoriamente dentro del genoma, y si ocurre que el punto de inserción está cerca de un oncogén la terapia de genes curará algunas enfermedades pero generará otras. Nuestros métodos buscan lugares específicos en vez de aleatorios, por tanto deberían evitar este problema.
Cáncer de Próstrata:
El receptor andrógeno (AR) se une a la testosterona y es responsable del desarrollo normal del hombre. Cuando el AR se convierte hipersensitivo a la testosterona, el resultado es el cáncer de próstata. El tratamiento actual para el cáncer de próstata, llamado “terapia de hormonas” involucra bajar la cantidad de testosterona disponible (a veces a través de la castración). Muchos tumores malignos son resistentes a esta terapia, sin embargo, estamos aplicando nuestra metodología de diseño de proteína para encontrar diferentes maneras the inhibir el receptor andrógeno y tratar el cáncer de próstata. Específicamente estamos tratando de diseñar proteínas que desactiven el AR incluso en la presencia de testosterona. Para hacer esto, estamos diseñando proteínas que prevendrán la entrada del AR al núcleo de la célula (donde hace todo su trabajo sucio) y también prevenirla de unirse al ADN y de los genes activadores del tumor específico incluso si logra llegar al núcleo.
Los cálculos de predicción de las estructuras tienen un efecto directo en el tratamiento de enfermedades. Aquí hay una explicación de su relación:
1. La predición de estructuras y el diseño de proteínas están relacionadas directamente.
Las mejoras en la predicción de estructuras llevan a mejoras en el diseño de proteínas, lo cual se traduce directamente en la producción de nuevas enzimas, vacunas, etc.
2. La predicción de estructuras define metas para nuevas drogas.
Cuando predecimos estructuras para las proteínas en el genoma humano a gran escala, aprendemos sobre las funciones de muchas proteínas, el cual ayuda al entendimiento de cómo funcionan las células y como ocurren las enfermedades. Más directamente, seremos capaces de identificar muchos nuevos objetivos potenciales donde podrán ser diseñadas pequeñas moléculas inhibidoras (drogas). Para poner esto en contexto, la mayor barrera en desarrollar nuevos tratamientos para las enfermedades humanas es la identificación de nuevas proteínas finales “drogables”. La mayoría de las nuevas drogas actualmente interactúan con los mismos lugares finales de las drogas antiguas, por tanto estas drogas llevan poca delantera en el tratamiento de enfermedades. La predicción de estructuras nos ayuda a identificar nuevas dianas farmacológicas, lo que nos ayudará a encontrar innovadores, y quizás mucho progreso en el tratamiento de enfermedades.
3. La predicción de estructuras nos permite usar un diseño “más racional” para crear nuevas drogas.
Si sabemos la estructura de la proteína, podremos determinar sus sitios funcionales y especificar objetivos en esos sitios para ser inactivados por una nueva droga. Sabremos si el cálculo de una pequeña molécula (droga) se unirá a un específica proteína inactiva es similar en muchas formas a los cálculos de predicción de estructuras que estamos haciendo aquí ( es básicamente un problema de encontrar la estructura de energía más baja de la proteína, más un sistema de drogas) y hemos desarrollado recientemente un nuevo módulo en Rosetta para hacer este problema de acoplamiento (docking).
Para más info sobre el proyecto puedes ir a su sitio web: http://boinc.bakerlab.org/rosetta/
Además: Juega Fold It
Popularity: 15%
Articulos Relacionados :
