Simulación y modelado de biosistemas con aplicaciones en medicina: explorando la diversidad estructural de la proteína MYC y sus implicaciones en el diseño in silico de fármacos contra el cáncer

desafios


RETO

La proteína MYC es un regulador maestro del crecimiento celular, la proliferación y el metabolismo. Su sobreexpresión o desregulación está asociada a numerosos tipos de cáncer, incluidos mama, colon, pulmón y cánceres hematológicos.

A pesar de su papel oncológico bien establecido, MYC ha sido históricamente considerada una proteína “indruggable” (difícil de atacar con fármacos) debido a su naturaleza intrínsecamente desordenada, lo que la diferencia de las dianas clásicas de diseño de fármacos.

Este proyecto se planteó como reto:

  • Capturar y caracterizar las conformaciones estables de MYC en estado libre.

  • Abrir nuevas posibilidades para el diseño racional de terapias anticancerígenas basadas en su estructura.

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SOLUCIÓN

El equipo liderado por Jordi Martí Rabassa utilizó el superordenador MareNostrum5Acc del Barcelona Supercomputing Center para realizar simulaciones avanzadas de dinámica molecular:

  • 3000 nanosegundos de Dinámica Molecular (MD).

  • 5000 nanosegundos de Metadinámica Bien Templada (WTM).

Estas simulaciones de la proteína MYC en solución permitieron:

  • Identificar la conformación plegada más estable de MYC en su estado no ligado.

  • Superar el reto de estudiar una proteína desordenada, capturando una estructura 3D estable sin necesidad de interacciones con MAX o con ADN.

Actualmente, el equipo está extendiendo el estudio a simulaciones de los complejos MYC–MAX y MYC–MAX–ADN.

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Beneficio

Los resultados proporcionaron por primera vez una estructura tridimensional estable de MYC en estado libre, lo que representa un avance crucial hacia el diseño de inhibidores dirigidos a esta proteína.

Entre los beneficios destacan:

  • La posibilidad de identificar bolsillos de unión persistentes y farmacológicamente explotables.

  • Un recurso valioso para las comunidades de química computacional y química medicinal.

  • Un paso fundacional hacia el diseño racional de terapias contra el cáncer dirigidas a una proteína clave pero difícil de abordar.

  • Una demostración del poder de la computación de alto rendimiento (HPC) para resolver sistemas biológicos complejos y resistentes a la farmacología tradicional.

Sobre la empresa

La Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), a través del grupo de investigación de Jordi Martí, es referente en el uso de simulaciones computacionales para el estudio de biosistemas y procesos biomoleculares con aplicaciones médicas.

Gracias a la colaboración con la RES, el Barcelona Supercomputing Center y EuroCC Spain, han demostrado cómo la combinación de simulación a gran escala y modelado estructural puede abrir nuevas fronteras en la investigación contra el cáncer.