Diseño y selección de moléculas biológicamente activas
Estudios oficiales y Guía Docente
La identificación de una molécula con posibilidad de uso farmacológico nunca es algo casual ni la idea feliz de un genio aislado. Es un proceso largo, económicamente costoso y muy pautado que constituye lo que se denominan fase de descubrimiento y fase preclínica de desarrollo de fármacos. Aquí confluyen, de forma tan inevitable como imprescindible, el conocimiento científico y multidisciplinar, la tecnología instrumental y computacional más puntera, y también la inversión económica a los niveles más altos en el contexto de la investigación biomédica no clínica. Incluso con todo esto, la tasa de éxito es muy reducida, simplemente por la enorme complejidad del problema biológico real.
En esta asignatura se presenta una visión general del proceso de obtención de moléculas farmacológicamente activas a lo largo de sus diversas etapas de descubrimiento y desarrollo en fase preclínica. En asignaturas precedentes se ha explorado el conocimiento de la complejidad biológica, imprescindible para la comprensión de procesos implicados en patologías y la identificación de posibles dianas moleculares que constituyen el punto de partida del proceso de descubrimiento de un nuevo fármaco. En esta asignatura se explora cómo se integra todo el conocimiento biológico con la química sintética, el modelado molecular computacional y la tecnología instrumental para el descubrimiento de nuevos fármacos. Se introduce cómo el conocimiento químico permite generar y manipular la diversidad molecular de forma orientada y útil para una aplicación farmacológica. Se muestra y trabaja con tecnología computacional que permite desde racionalizar las interacciones implicadas hasta diseñar moléculas a medida de una diana. También se conoce desde dentro proceso en una empresa farmacéutica líder mundial.
Esta asignatura aprovecha la ubicación en el programa, tras las materias metodológicas y de conocimiento básico, para desarrollar una actividad de integración en un taller de descubrimiento de fármacos. Este taller es una experiencia creativa de aprendizaje activo y de trabajo como equipo multidisciplinar, basado en la ideación y planificación de un proyecto original y coherente encaminado al descubrimiento de potenciales fármacos para una determinada patología.
En conjunto, la asignatura es una aventura de exploración de un campo, tan complejo como apasionante, en el que conviven ciencia interdisciplinar, tecnología, legislación y empresa.
Prerrequisitos y Recomendaciones
Se requieren conocimientos en Bioquímica y Biología Molecular a nivel de grado y un nivel de inglés adecuado para la lectura y comprensión de artículos científicos. Es recomendable haber cursado todas las asignaturas anteriores en el programa del Máster en Dianas Terapéuticas en Señalización Celular, Investigación y Desarrollo.
Contenidos
Descubrimiento y desarrollo de fármacos en la industria farmacéutica. Estrategias para el hallazgo de moléculas bioactivas. Métodos de cribado de alto rendimiento. Robótica. Estrategias fenotípicas y orientadas a diana.
Química Médica. Síntesis química orientada a compuestos biológicamente activos. Estrategias de síntesis. Reacciones que generan complejidad y diversidad. Química combinatoria. Técnicas de alta productividad. Fármacos quirales.
Modelado Molecular. Estrategias y herramientas computacionales para el diseño y selección de compuestos biológicamente activos.
Prácticas de modelado molecular computacional. Estudio y visualización de estructuras de macromoléculas en 3D mediante gráficos moleculares interactivos. Bases de datos de estructuras (CSD, PDB y NDB) y programas asociados. Predicción de estructura de proteínas. Modelado molecular. Movimientos de proteínas. Interacciones y ensamblado (“docking”). QSAR y 3D-QSAR. Cribado virtual de quimiotecas frente a una o varias dianas.
Taller de descubrimiento de fármacos. Experiencia activa y creativa de trabajo como equipo multidisciplinar en la ideación y planificación de un proyecto original y coherente encaminado al descubrimiento de potenciales fármacos para una determinada patología.