Un equip científic de l’IRB Barcelona, amb seu al Parc Científic de Barcelona, ha desenvolupat PocketVec, una metodologia innovadora per detectar i caracteritzar llocs farmacològicament aprofitables en proteïnes humanes. En mapar més de 32.000 llocs d’unió en 20.000 dominis proteics, aquest treball -publicat a Nature Communications- ofereix una visió que va més enllà de la simple seqüència genètica, per centrar-se en les interaccions moleculars, el que constitueix un recurs sense precedents per a la comunitat científica i obre la porta a noves oportunitats en l’àmbit del descobriment de fàrmacs.

La identificació de llocs farmacològicament accionables ha constituït durant molt de temps un desafiament en la investigació biomèdica. Tradicionalment, la caracterització d’aquests llocs ha depès de tècniques experimentals costoses i lentes, com la cristal·lografia de raigs X o la Ressonància Magnètica Nuclear (RMN).

Un equip de científics liderat pel Dr. Patrick Aloy, investigador ICREA de l’IRB Barcelona, ha desenvolupat una eina computacional anomenada PocketVec, que facilita la identificació i caracterització de llocs d’unió de proteïnes humanes. Aquests llocs, coneguts com a “butxaques farmacològicament aprofitables”, són àrees fonamentals de les proteïnes, on les molècules petites poden unir-se i modular la seva funció, fet que resulta esencial en el camp del disseny de nous mediments, i representa un avenç significatiu en la bioinformàtica aplicada al descobriment de fàrmacs.

L’innovador enfocament de PocketVec està basat en el “cribratge virtual invers” de les molècules petites per generar descriptors vectorials dels llocs d’unió de les proteïnes, la qual cosa facilitan comparacions i anàlisis a gran escala.

Aquests descriptors permeten identificar similituds entre “butxaques” que no es poden detectar mitjançant comparacions basades únicament en la seqüència o estructura, fet que obre noves oportunitats per al descobriment de fàrmacs.

A més, en utilitzar tant estructures proteiques experimentals com models predictius generats per l’eina AlphaFold2, els investigadors han estat capaços d’identificar “butxaques” a proteïnes que prèviament no havien estat analitzades.

“Això supera algunes de les limitacions més importants de les eines existents, permetent analitzar més de 32.000 llocs d’unió en el proteoma humà. A més, els descriptors generats podrien ser clau per entrenar models de machine learning, cosa que obriria noves oportunitats per al descobriment de fàrmacs”, explica el Dr. Aloy, cap del laboratori de Bioinformàtica Estructural i Biologia de Xarxes de l´IRB Barcelona.

“El nostre enfocament podria canviar la manera com prioritzem els objectius per al desenvolupament de nous fàrmacs, ja que expandeix significativament l’espai farmacològic humà, revelant ‘butxaques’ de proteïnes que prèviament no havien estat considerades com a aprofitables des del punt de vista farmacològic”, explica Arnau Comajuncosa-Creus, primer autor de l’estudi i estudiant de doctorat al mateix laboratori.

L’eina és oberta i és accessible en aquest enllaç: https://gitlabsbnb.irbbarcelona.org/acomajuncosa/pocketvec

» Més informació al web de l’IRB Barcelona [+]

» Article de referència: Comajuncosa-Creus, A., Jorba, G., Barril, X. et al. Comprehensive detection and characterization of human druggable pockets through binding site descriptors. Nat Commun 15, 7917 (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-52146-3