BSC e IrsiCaixa crean un método bioinformático para predecir la eficacia de los fármacos contra las mutaciones del VIH

La eficacia de los medicamentos antirretrovirales que se utilizan como tratamiento para el VIH (Virus de la Inmunodeficiencia Humana) a menudo se ven afectados por la capacidad que tiene este virus de desarrollar mutaciones genéticas. El Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) y el Instituto de Investigación del Sida IrsiCaixa, impulsado conjuntamente por la Obra Social “la Caixa” y el Departamento de Salut de la Generalitat de Catalunya, han desarrollado un método bioinformático para predecir el efecto de cada mutación en la resistencia del virus a estos fármacos. Un artículo publicado en el Journal of Chemical Information and Modeling explica cómo este método ha sido eficaz para predecir las resistencias a los fármacos amprenavir y darunavir de virus con mutaciones genéticas en la proteasa del VIH-1, que es una proteína esencial para la replicación del virus. Este método podría ser fácilmente aplicable a otros fármacos y proteínas.

En la actualidad, la predicción de los efectos de las mutaciones del VIH sobre la eficacia de los fármacos se realiza en base a la información obtenida de otros pacientes. Es un conocimiento acumulativo, basado en la experiencia clínica, que resulta útil pero que tiene limitaciones, como por ejemplo, que no puede dar respuesta cuando el virus desarrolla una mutación que antes no ha sido registrada. El método desarrollado por el BSC-CNS e IrsiCaixa supera estas limitaciones, ya que realiza las predicciones en base a las características de cada mutación genética y a los cambios que esta mutación provoca en las proteínas del virus que actúan como dianas para los fármacos.

El método BSC-IrsiCaixa combina la secuenciación del ADN del VIH, la detección de las mutaciones genéticas, el modelado computacional de las proteínas y la simulación del acoplamiento de los fármacos con las proteínas del virus. Todo este análisis bioinformático puede ser ejecutado en menos de 24 horas en un equipo informático relativamente pequeño y al alcance de cualquier laboratorio. Una de las claves del sistema es la utilización de PELÉ, un software de simulación desarrollado en el BSC-CNS para predecir la interacción de los fármacos con sus dianas, que ha demostrado tener ventajas competitivas sobre otros softwares comerciales.

Disponible vía web

El BSC-CNS ha creado una plataforma automática disponible vía web en la cual, de manera gratuita, los investigadores que lo deseen pueden introducir la secuencia genómica de la proteasa HIV-1 PR de un paciente y predecir la eficacia de subministrarles los fármacos amprenavir y darunavir. De momento, estas son las únicas predicciones disponibles, a la espera de avances en la investigación sobre los efectos de mutaciones del VIH en otras proteínas del virus y las interacciones con otros fármacos antirretrovirales.

Ejemplo de la futura medicina personalizada

El investigador del BSC-CNS que responsable principal del artículo publicado en el Journal of Chemical Information and Modeling y principal desarrollador de PELÉ, Víctor Guallar, explica que “este sistema es uno de los primeros pasos palpables de lo que será la medicina personalizada, con la cual los tratamientos se decidirán después de analizar genéticamente los causantes de las enfermedades de cada paciente y qué fármaco puede tener más eficacia en cada caso concreto”.

“En este estudio mostramos cómo es posible enlazar el diagnóstico clínico de rutina de VIH-1 con la modelización estructural por ordenador. Es una prueba de concepto pluridisciplinar que supera las limitaciones de la práctica actual a la hora de definir lso tratamientos antirretrovirales y que, además, permitirá diseñar nuevos fármacos más rápidamente”, añade Marc Noguera-Julian, investigador de IrsiCaixa que ha participado en el estudio.

Vídeo de una de las simulaciones realizadas.