Valencià:
Dos grups d’investigació de la Universitat Jaume I, dirigits pel catedràtic Vicent Moliner de l’Institut de Materials Avançats (INAM) i pel catedràtic José Ignacio Aliaga del Departament d’Enginyeria i Ciència dels Computadors, treballen en l’actualitat en el disseny assistit per ordinador de fàrmacs per al tractament de la COVID-19, a través de l’ús de machine learning (ML) i mètodes QM/MM (mecànica quàntica i mecànica molecular). El grup de Bioquímica Computacional i el de Computació i Arquitectures d’Alt Rendiment (HPC&A per les seues sigles en anglès) treballen en un projecte de dos anys de durada que té com a objectiu «dissenyar compostos antivirals per a fer front al virus», segons explica Moliner.
L'objectiu final, prossegueix Moliner, és obtenir un fàrmac antiviral que permeta bloquejar la rèplica del virus, un procés que requereix diverses etapes, en cada una de les quals participa un enzim. El projecte vol «atacar» un d’aquests enzims, i es basa en estudis computacionals centrats en l’exploració de reaccions de proteòlisi catalitzada (degradació de proteïnes), seguits de l’estudi del procés d’inhibició. «Primer vam obtenir informació valuosa sobre el mecanisme d’acció d’aquest enzim, que té lloc en quatre passos», explica Moliner. Les prediccions resultants van ser la base per a l’estudi posterior de la inhibició. «Primer vam explorar un inhibidor conegut, N3, que mostra una prometedora activitat inhibidora. A partir d’aquests treballs i en la informació sobre altres inhibidors estudiats al nostre laboratori, hem dissenyat i provat computacionalment nous inhibidors per a bloquejar l’enzim», afirma el catedràtic.
L’enzim concret objecte del treball «no existeix en l’ésser humà, i aqueix és l’avantatge que tenim, perquè els processos humans no són tan diferents entre bacteri, virus i ésser humà». Moliner argumenta que «si ens centràrem a atacar un altre pas, un altre enzim diferent, podríem estar atacant també enzims del cos humà, amb els conseqüents possibles efectes secundaris».
El mes de febrer de 2020, quan la pandèmia es va manifestar, l’equip del projecte ja estava estudiant processos semblants: a partir de la publicació d’un treball científic aqueix any, «vam tractar de dissenyar molècules que bloquejaren l’enzim, i en els processos següents hem proposat noves molècules», argumenta Vicent Moliner. Per a la realització del projecte, s’ha incorporat equipament específic gràcies a un projecte IDIFEDER, adjudicat per la Conselleria d’Innovació, Universitats, Ciència i Societat Digital de la Generalitat Valenciana.
Mitjançant la simulació per ordinador, en la qual també s’empra intel·ligència artificial (IA) mitjançant algoritmes basats en xarxes neuronals, «hem proposat ja quatre molècules, i quan tenim un resultat que creiem que pot ser efectiu, el passem a col·laboradors d’altres departaments perquè el sintetitzen en laboratori, i després s’envia a altres col·laboradors perquè facen les proves biològiques», comproven la seua eficàcia i garantisquen la inexistència d’efectes secundaris en l’ésser humà.

Español:
Dos grupos de investigación de la Universitat Jaume I, dirigidos por el catedrático Vicent Moliner del Instituto de Materiales Avanzados (INAM) y por el catedrático José Ignacio Aliaga del Departamento de Ingeniería y Ciencia de los Computadores, trabajan en la actualidad en el diseño asistido por ordenador de fármacos para el tratamiento de la COVID-19, a través del uso de machine learning (ML) y métodos QM/MM (mecánica cuántica y mecánica molecular). El grupo de Bioquímica Computacional y el de Computación y Arquitecturas de Alto Rendimiento (HPC&A por sus siglas en inglés) trabajan en un proyecto de dos años de duración cuyo objetivo es «diseñar compuestos antivirales para hacer frente al virus», según explica Moliner.
El objetivo final, prosigue Moliner, es obtener un fármaco antiviral que permita bloquear la réplica del virus, un proceso que precisa varias etapas, en cada una de las cuales participa una enzima. El proyecto quiere «atacar» una de estas enzimas, y se basa en estudios computacionales centrados en la exploración de reacciones de proteólisis catalizada (degradación de proteínas), seguidos del estudio del proceso de inhibición. «Primero obtuvimos información valiosa sobre el mecanismo de acción de esta enzima, que tiene lugar en cuatro pasos», explica Moliner. Las predicciones resultantes fueron la base para el posterior estudio de la inhibición. «Primero exploramos un inhibidor conocido, N3, que muestra una prometedora actividad inhibidora. A partir de estos trabajos y en la información sobre otros inhibidores estudiados en nuestro laboratorio, hemos diseñado y probado computacionalmente nuevos inhibidores para bloquear la enzima», afirma el catedrático.
La enzima concreta objeto del trabajo «no existe en el ser humano, y esa es la ventaja que tenemos, porque los procesos humanos no son tan diferentes entre bacteria, virus y ser humano». Moliner argumenta que «si nos centramos en atacar otro paso, otra enzima diferente, podríamos estar atacando también enzimas del cuerpo humano, con los consecuentes posibles efectos secundarios».
En febrero de 2020, cuando la pandemia se manifestó, el equipo del proyecto ya estaba estudiando procesos similares: a partir de la publicación de un trabajo científico ese año, «tratamos de diseñar moléculas que bloquearon la enzima, y en los siguientes procesos hemos propuesto nuevas moléculas», argumenta Vicent Moliner. Para la realización del proyecto, se ha incorporado equipamiento específico gracias a un proyecto IDIFEDER, adjudicado por la Conselleria de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital de la Generalitat Valenciana.
Mediante la simulación por ordenador, en la que también se emplea inteligencia artificial (IA) mediante algoritmos basados ​​en redes neuronales, «hemos propuesto ya cuatro moléculas, y cuando tenemos un resultado que creemos que puede ser efectivo, lo pasamos a colaboradores de otros departamentos para que lo sinteticen en laboratorio, y después se envía a otros colaboradores para que hagan las pruebas biológicas», comprueben su eficacia y garanticen la inexistencia de efectos secundarios en el ser humano.