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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Llave molecular para cerrar el dolor.

Receptores de opiáceos - Quilo de Ciencia - CienciaEs.com

Entre los analgésicos más potentes se encuentran los opiáceos, clase a la que pertenece la conocida morfina, la cual es considerada como la primera sustancia con propiedades farmacológicas extraída de una planta, allá por el año 1805.

La investigación en biomedicina ha desvelado que los opiáceos son moléculas relativamente sencillas que se unen y actúan sobre otras moléculas capaces de detectarlas, presentes en la superficie de varios tipos de células, entre ellas las células nerviosas. Estas moléculas detectoras se denominan receptores de los opiáceos. La ciencia ha revelado también que estos receptores tienen como misión detectar, unirse y generar una reacción celular frente a los opiáceos naturales, es decir, los fabricados por el propio organismo. En efecto, nuestro organismo fabrica opiáceos endógenos, que suelen ser pequeñas proteínas, como las llamadas endorfinas, las cuales ejercen múltiples funciones reguladoras del sistema nervioso.

Todas estas acciones dependen de la unión de un opiáceo concreto a uno o varios receptores, los cuales son activados por esta unión y desencadenan una serie de mecanismos bioquímicos en el interior celular que conducen a la activación o inactivación de ciertos genes. Al cambiar de este modo los genes que tiene en marcha, la célula cambia su comportamiento de manera acorde con ello.

El mayor problema para controlar la actividad farmacológica de los opiáceos sintéticos o purificados de plantas es que estos se unen generalmente a más de un receptor. No es de extrañar cuando se sabe que existen diecisiete receptores de opiáceos, aunque los principales son solo tres, llamados con las letras griegas delta, kappa y mu. La unión de un opiáceo particular a un receptor concreto es lo que genera el efecto primario buscado, en general, disminuir el dolor, pero la unión a otros receptores genera también diferentes efectos secundarios. Así, podemos emplear aquí de nuevo la vieja analogía molecular de que los opiáceos actúan como llaves maestras que abren varias cerraduras, papel que, en este caso, corresponde a los receptores de opiáceos.

Sería, por consiguiente, importante poder disponer de opiáceos más precisos, específicos para solo uno de los receptores, ese sobre el que sea más adecuado actuar para conseguir el efecto analgésico buscado.

Para intentar conseguir este objetivo, investigadores de la Universidad de Carolina del Norte han desarrollado una nueva estrategia que permite determinar la estructura tridimensional del receptor de opiáceos kappa en su forma activada. Investigaciones anteriores indicaban que este receptor era el mejor candidato para desarrollar analgésicos con menores efectos secundarios.

Pues bien, el conocimiento de su estructura en forma activa (es decir, cuando la llave está introducida dentro de la cerradura) ha permitido ahora conocer cómo debe ser la estructura de una llave que encaje mejor en esa cerradura que las llaves de las que disponíamos hasta ahora. Con este conocimiento, los científicos han conseguido sintetizar una nueva molécula opiácea y han comprobado que esta encaja perfectamente en el receptor kappa, pero no en los otros dos receptores opiáceos principales.

Hasta el momento, estos trabajos han sido realizados con células cultivadas en el laboratorio. El siguiente paso será evaluar los efectos analgésicos de esta sustancia en animales. De tener éxito, la molécula deberá ser estudiada en ensayos clínicos con pacientes.

Referencia:
Che et al., Structure of the Nanobody-Stabilized Active State of the Kappa Opioid Receptor, Cell (2018), https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.12.011

Más información en el Blog de Jorge Laborda

Obras de divulgación de Jorge Laborda

Quilo de Ciencia Volumen I. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen II. Jorge Laborda
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Quilo de Ciencia Volumen IV. Jorge Laborda
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