Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid demuestran la importancia de las vías biológicas para la reutilización de fármacos. Esto abre la puerta a una posible nueva forma de pensar en el reposicionamiento de fármacos, no solo centrada en sus dianas, sino también en las vías biológicas implicadas en el desarrollo de enfermedades
La reutilización de fármacos nos permite utilizar medicamentos existentes para tratar una nueva enfermedad reduciendo el tiempo y el coste que supone el desarrollo de fármacos desde cero y es una estrategia clave para proporcionar tratamientos eficaces para enfermedades específicas de manera más rápida y segura.
Con el objetivo de optimizar el procedimiento de la reutilización de fármacos, un equipo multidisciplinar del laboratorio MEDAL del Centro de Tecnología Biomédica (CTB) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), ha llevado a cabo una investigación en la que se propone una alternativa al paradigma clásico basado en el concepto de “un fármaco, un gen objetivo, una enfermedad”, donde los fármacos se diseñan específicamente para enfermedades concretas, ya que el desarrollo de muchas enfermedades (como los trastornos neurológicos o las enfermedades cardiacas) se debe a la implicación de diferentes genes o vías biológicas que da lugar a un mecanismo mucho más complejo.
El estudio realizado, publicado en la revista BMC Genomics, examina el potencial de las vías biológicas como un medio complementario para mejorar el éxito de las estrategias de reutilización de fármacos. Con ello, se pone el foco en la búsqueda de nuevos tratamientos que sean más flexibles y tengan en cuenta esa posible implicación de diferentes genes. Este novedoso enfoque podría dar lugar a nuevos métodos computacionales que cambien la forma de plantear nuevas estrategias de reutilización de fármacos.
A lo largo del estudio, los investigadores llevaron a cabo un análisis exhaustivo de casos exitosos de reutilización de fármacos con el objetivo de identificar aquellos casos donde las vías biológicas sirven como marco fundamental para el éxito. Estos casos se definen como DREBIOP (Drug REpurposing based on BIOlogical Pathways). Una vez identificados los casos de reutilización basados en vías, se estudiaron sus patrones característicos considerando los diferentes elementos biológicos asociados con este conjunto de datos, así como las vías involucradas. Además, se obtuvieron valores de asociación entre genes y enfermedades para demostrar que el gen diana del fármaco tiene una menor importancia en estos casos de reutilización basado en vías biológicas.
Los principales resultados de este estudio muestran que las vías biológicas pueden ser de suma importancia en ciertos procesos de reutilización de medicamentos y deben considerarse detenidamente al generar nuevas hipótesis de reutilización. Además, se detectó que los casos DREBIOP mostraban características diferenciables en cuanto al número de genes, síntomas, fármacos y vías involucradas en el proceso. También, que los valores de asociación gen-enfermedad entre los casos DREBIOP y los casos clásicos difirieron estadísticamente de manera significativa, lo que indica la contribución menor de los genes diana del fármaco en los procesos de reutilización de fármacos basados en vías.
“Podemos concluir que los patrones obtenidos por esta metodología se pueden aplicar a cualquier caso de reposicionamiento conocido y determinar si este caso se ha producido a través de vías biológicas, convirtiéndolo en un caso DREBIOP. Además, esta metodología podría facilitar la priorización de posibles nuevos casos de reutilización basada en vías biológicas mediante la identificación de los patrones característicos que se han obtenido”, señala la investigadora Belén Otero Carrasco.
Esta investigación ha sido realizada como parte de la tesis doctoral de la investigadora Belén Otero Carrasco bajo la supervisión de Alejandro Rodríguez González, catedrático de la UPM y responsable del laboratorio MEDAL del CTB-UPM.
Referencia bibliográfica:
Belén Otero-Carrasco, Esther Ugarte Carro, Lucía Prieto-Santamaría, Marina Diaz Uzquiano, Juan Pedro Caraça-Valente Hernández, Alejandro Rodríguez-González. Identifying patterns to uncover the importance of biological pathways on known drug repurposing scenarios. BMC Genomics 25, 43 (2024). https://doi.org/10.1186/s12864-023-09913-1
