Dinámica Molecular: Estudio de mecanismos de acción de moléculas bioactivas

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Las simulaciones de la dinámica molecular (molecular dynamics — MD) de sistemas biológicos son herramientas que permiten profundizar el estudio de mecanismos e interacciones con detalle molecular. A su vez, permiten responder cuestiones en muchos casos no accesibles a nivel experimental y, en contraposición, se fortalecen cuando pueden ser contrastados con ensayos in-vitro. Sin embargo, este tipo de MD, tanto de todos los átomos que lo componen, como en la escala de tiempo de los procesos que en estos sistemas se llevan a cabo, requieren una alta capacidad de cálculo, el cual se vuelve crucial para este tipo de abordajes.

Las membranas biológicas juegan un rol crucial en los sistemas vivos, ya que no solo delimitan las células y permiten que los procesos biológicos ocurran en compartimentos específicos, sino que a su vez contienen una gran cantidad de moléculas funcionales como enzimas, receptores y canales que poseen funciones de señalización y permiten la existencia de estados de no equilibrio. A su vez, constituyen complejos ensambles multi-moleculares que poseen una organización dinámica y propiedades físicas únicas que son cruciales en una gran cantidad de procesos celulares.  Además, son de alta relevancia en la regulación de los procesos celulares la comunicación del interior con el exterior de la célula, como entre los compartimientos intracelulares, los cuales ocurren a través de distintos mecanismos de transporte como lo son los canales iónicos de membranas y las interacciones droga-membrana.

En esta charla presentaremos resultados de dos líneas de investigación:

Modulación de la actividad del receptor GABAA mediada por compuestos naturales bioactivos. (Dra. Virginia Miguel): Nos enfocamos en el estudio de compuestos naturales bioactivos capaces de actuar como fármacos o como insecticidas selectivos. Abordamos la interacción de estos compuestos naturales tanto con una proteína específica, bajo el modelo ligando-receptor, como también evaluando la modulación que pueden ejercer sobre el entorno del receptor, la membrana lipídica.

Empleo de Ftalocianinas como agentes de Terapia Fotodinámica (Dr. Marcelo Puiatti): En nuestra línea de investigación se sintetizan distintos derivados de ftalocianinas, y se estudia su aplicación como agentes de terapia fotodinámica. Estos compuestos altamente aromáticos son poco solubles en agua, sin embargo, en formulaciones liposomales, compuestas por bicapas lipídicas, su efectividad aumenta considerablemente. En estos sistemas empleamos MD para estudiar estas formulaciones, y para analizar la relación entre la estructura de la ftalocianina y sus propiedades. Estudiamos cómo mejorar las propiedades de la Ftalocianas para utilizarlas en terapias contra el cancer, o como antimicrobianos para prevenir enfermedades intrahospitalarias.