El treball s'ha centrat a explorar la inhibició del SARS-CoV-2 Mpro, que és una dels enzims essencials per a la replicació del virus
Castellón Información
Investigadors de la Universitat Jaume I (UJI) lideren un estudi internacional en el qual han dissenyat molècules capaces de bloquejar l'activitat del SARS-CoV-2 Mpro (inhibidors), amb l'objectiu final de dissenyar medicaments per al tractament de la Covid-19, mitjançant la combinació de mètodes de mecànica quàntica i de mecànica clàssica.
La investigació, realitzada per Kemel Arafet, Natalia Serrano-Aparicio, Katarzyna Świderek i Vicent Moliner del Departament de Química Física i Analítica de l'UJI; Florenci V. González del Departament de Química Inorgànica i Orgànica de l'UJI; Alessio Lodola del Departament de Ciència de l'Aliment i del Fàrmac de la Universitat de Parma (Itàlia); i Adrian J. Mulholland del Centre de Química Computacional de la Universitat de Bristol (Regne Unit), s'ha publicat en la revista científica Chemical Science.
El treball dels investigadors s'ha centrat a explorar la inhibició del SARS-CoV-2 Mpro, que és un dels enzims essencials per a la replicació del virus responsable de la pandèmia de Covid-19. L'estudi s'ha basat, tal com explica el catedràtic de Química Física de l'UJI, Vicent Moliner, en «simulacions teòriques mitjançant càlculs en ordinadors de grans prestacions de la Xarxa Espanyola de Supercomputació i del Centre de Càlcul de l'UJI». La combinació dels mètodes de mecànica quàntica i de mecànica clàssica permet modelar reaccions químiques en enzims i així predir l'activitat de potencials inhibidors.
Moliner explica que «en aquest treball, primer explorem la inhibició de SARS-CoV-2 Mpro amb un inhibidor proposat anteriorment, encara que poc efectiu, conegut com N3. Els nostres resultats van reproduir les dades experimentals disponibles (per exemple, estructures de raigs X i dades cinètiques)» i agrega que a partir d'aquests resultats, juntament amb la informació derivada de la investigació prèvia sobre la reacció de proteòlisis del SARS-CoV-2 Mpro, realitzada per Katarzyna Świderek i Vicent Moliner i publicada també en Chemical Science, a més de la seua àmplia experiència amb altres enzims cisteïna proteases similars a aquest, «dissenyem i simulem dues noves molècules, que anomenem B1 i B2, en les quals modifiquem tant la part de la molècula que ha de reconèixer l'enzim, com l'ogiva o "warhead" que és la responsable de l'atac i formació de l'enllaç entre l'inhibidor i l'enzim». Les proves computacionals dels dos compostos van llançar resultats molt prometedors, que suggereixen que aquests compostos podrien ser utilitzats com a fàrmacs contra la Covid-19.
Per a finalitzar, l'investigador assenyala que tots dos compostos ja s'estan sintetitzant mitjançant mètodes inspirats en rutes sintètiques publicades de compostos similars en el grup de Química Orgànica i Mèdica del Departament de Química Inorgànica i Orgànica de l'UJI i, quan estiguen disponibles, l'objectiu final és dur a terme proves in vitro i in vivo en laboratoris de grups col·laboradors.
Vicent Moliner és catedràtic de Química Física a la Universitat Jaume I i investigador principal del Grup de Bioquímica Computacional. Per part seua, la doctora Katarzyna Świderek és investigadora Juan de la Cierva-incorporació del mateix grup i, recentment, ha obtingut un contracte en el programa d'excel·lència JIN del Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats.
D'altra banda, el Dr. Kemel Arafet treballa actualment en simulacions computacionals de cisteïnes proteases en el grup de Bioquímica Computacional del professor Moliner, finançat per una beca postdoctoral de la Generalitat Valenciana.
Natalia Serrano-Aparicio està duent a terme la seua tesi doctoral en el disseny d'inhibidors enzimàtics, sota la direcció de Katarzyna Świderek i Vicent Moliner, finançada per una beca del Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats.
Alessio Lodola és professor associat de Química Medicinal en la Universitat de Parma, Itàlia. Treballa en el disseny de medicaments que actuen sobre objectius farmacèuticament rellevants amb l'ajuda de models estadístics i simulacions atomístiques. I finalment, Adrian Mulholland és professor de Química en la Universitat de Bristol, Regne Unit. Treballa en la simulació de molècules biològiques, inclosos els objectius recents del SARS-CoV-2.
El treball ha sigut finançat per projectes del Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats, de la Generalitat Valenciana i de la Universitat Jaume I, a més d'un projecte de la Xarxa Espanyola de Supercomputació.
