Startup diseña moléculas para tratar trastornos mentales, cáncer y otras enfermedades
06 mayo 2022
Fabio de Castro | Agência FAPESP – Una startup paulista, Brasil, desarrolló una innovadora plataforma informática para el descubrimiento de nuevos fármacos, que se está aplicando con éxito en el cribado de moléculas para el tratamiento de diversas enfermedades, entre ellas trastornos mentales, autismo, ansiedad, dependencia química e incluso ciertos tipos de cáncer.
Naiad Drug Development – empresa incubada en el ITUFABC, incubadora de la Universidad Federal del ABC (UFABC), en Santo André – es una startup de bioinformática especializada en la creación de nuevas moléculas bioactivas que tienen como objetivo las denominadas “proteínas G acopladas”. receptores» (GPCR), una familia de receptores asociados con una amplia gama de enfermedades.
La empresa recibió apoyo del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE) de la FAPESP para realizar el tamizaje de moléculas que actúan específicamente sobre el receptor de oxitocina, con foco en aplicaciones terapéuticas.
La oxitocina, cuyo receptor es un GPCR, es una hormona producida en el cerebro que juega un papel importante en la inducción del parto y la lactancia. Por su papel en la modulación del estado de ánimo, la interacción social y la ansiedad, la oxitocina se conoció popularmente como «la hormona del amor».
Combinando inteligencia artificial con el llamado «diseño de fármacos basado en la estructura», la plataforma computacional desarrollada por Naiad es capaz de realizar el cribado de miles de millones de moléculas, identificando aquellas que tienen un alto potencial de éxito para uso terapéutico y seleccionando con precisión unos pocos cientos para proceder con las pruebas celulares de laboratorio.
El «diseño de fármacos basado en estructuras» consiste en diseñar y optimizar estructuras químicas con el fin de identificar un compuesto adecuado para ensayos clínicos, es decir, para seleccionar nuevos fármacos candidatos.
Según Pedro Henrique Camargo Penna , uno de los fundadores de Naiad, en la Fase 1 del Proyecto PIPE, la empresa se centró inicialmente en la búsqueda de moléculas que actúen de forma agonista sobre el receptor de oxitocina, es decir, aquellas que exciten estos receptores y puedan ser útiles. para enfermedades mentales o neurológicas.
«Tuvimos éxito en esta fase inicial y logramos encontrar varias moléculas que se unen al receptor de oxitocina y que aún no se usan como medicamentos. Las moléculas más prometedoras fueron seleccionadas después de una ronda de pruebas in vitro y mostraron un gran potencial para servir como un base para el desarrollo de fármacos con aplicación en varios problemas y condiciones neurológicas, especialmente dependencia química y algunos síntomas de autismo», dice Penna.
Además, el proyecto también dio como resultado varias moléculas con una acción potencialmente relevante en la lucha contra algunos tipos de cáncer con una alta incidencia en la población. «Los antagonistas de los receptores de oxitocina ya se están estudiando para el tratamiento de la eyaculación precoz y para aumentar la tasa de éxito de la fecundación in vitro , por ejemplo -señala la investigadora-. Pero nuevos estudios han demostrado que el bloqueo del receptor de oxitocina también puede desempeñar un papel importante en la reducción de algunos tumores específicos, por lo que ampliamos el proyecto y comenzamos a cribar moléculas que actúan sobre el receptor de oxitocina con diferentes mecanismos de acción, centrándonos en generar valor en diferentes escenarios”, explica .
Tras el éxito de los ensayos in vitro realizados en la primera etapa, la Fase 2 del Proyecto PIPE, recientemente aprobada, se centrará en el descubrimiento de moléculas que no solo tengan actividad sobre el receptor de oxitocina, sino que presenten características óptimas en relación con la forma en que son metabolizados por el cuerpo humano.
“En la Fase 2, nuestro enfoque está en la búsqueda de moléculas con actividad farmacodinámica y farmacocinética óptima”, explica Penna.
Según él, se utilizará el diseño de fármacos basados en la estructura. A través de esta técnica, la proteína se modela tridimensionalmente, átomo por átomo, a partir de un modelo informático de la molécula. A partir de ahí, existen diferentes técnicas para realizar el cribado dentro de la región de interés del receptor.
“Ha habido un gran avance tecnológico en esta área. Si antes era posible tamizar millones de moléculas en las computadoras, ahora esto se ha potenciado con tarjetas de video muy potentes y un software muy avanzado. Con este salto tecnológico, hoy podemos cribar miles de millones de moléculas para cada diana, entre ellas, el receptor de oxitocina. La inteligencia artificial ha dado un salto aún mayor”, evalúa.
Capacidad de cómputo
En términos prácticos, toda la potencia computacional se utiliza para evaluar si la molécula encaja o no en los receptores. Luego se aplican funciones que calculan una «puntuación», definiendo qué tan favorable es el ajuste. “Con esto, hemos aumentado mucho la tasa de éxito en la selección de moléculas con potencial para pruebas in vitro ”, dice Penna.
“Trabajamos con estaciones de trabajo de alto rendimiento. Son computadoras súper poderosas, capaces de procesar un volumen enorme de datos. El software también es un punto relevante, en el que invertimos mucho. Aunque buena parte de nuestra plataforma fue desarrollada internamente, también integran software que ya están completamente validados», dice el investigador.
Según Penna, además de las moléculas que actúan sobre los receptores de oxitocina, Naiad también ha desarrollado nuevas moléculas que actúan sobre otros GPCR. Estos receptores situados en las membranas celulares están implicados en aspectos tan fundamentales de la biología que aproximadamente el 30% de los fármacos disponibles en el mercado actúan sobre este grupo de proteínas.
“Los GPCR juegan un papel clave en procesos como la respuesta hormonal, la comunicación entre neuronas y modulan procesos biológicos de todo tipo, desde los más basales hasta los más altos, desde modulaciones metabólicas a nivel celular hasta la regulación del estado de ánimo y la atención. cada enfermedad implica algún GPCR», explica Penna.
El modelo de negocio de Naiad se centra en generar valor para que las moléculas seleccionadas sean licenciadas a grandes compañías farmacéuticas.
“No estamos enfocados, de momento, en llevar el desarrollo de moléculas a ensayos clínicos. Las grandes empresas tienen más espacio para esta etapa de desarrollo. Por otro lado, tenemos gran experiencia en la parte computacional y en el cribado de nuevos medicamentos., nuestro propósito es llevar el desarrollo hasta el final de la parte preclínica y, a partir de ahí, buscar la licencia”, dice Penna.
Equipo especializado
Para ello, Naiad cuenta con un equipo de consultores de alto nivel que trabajan con la empresa. Penna, quien es el director general, es licenciado en ciencia y tecnología de la UFABC y está terminando su doctorado directo en el área de biosistemas. El director técnico, Valderes de Conto , es médico veterinario egresado de la Universidad Federal de Viçosa, con doctorado en biología, en el área de genética, en la Universidad Federal de Rio de Janeiro (UFRJ) y posdoctorado en UFABC.
Además de Penna y Valderes, los otros dos fundadores de la startup son Antônio Kimuz Braz , profesor de genética molecular y genómica de la UFABC, y Maurício Coutinho Neto , también profesor de la UFABC en el área de química computacional. Ambos son accionistas de la empresa. El biólogo Cláudio Miguel da Costa Neto , que actúa como consultor de la startup, es profesor de la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto de la Universidad de São Paulo (FMRP-USP). También actúa como consultor el químico Gerhard Gross, especialista en desarrollo de fármacos con amplia experiencia internacional.
Penna explica que la empresa abrió en 2018, luego de recibir fondos de una inversión ángel. “Era un grupo de inversores, particulares, algunos vinculados al mercado financiero y todos entusiastas de la tecnología e interesados en la inteligencia artificial”, comenta. Uno de los inversionistas ángeles, Ricardo di Lazzaro Filho, también se convirtió en miembro del directorio de la empresa.
“Ricardo fue uno de nuestros mentores durante todo el proceso de capacitación y está con nosotros en la empresa. Los inversionistas ángeles decidieron luego hacer más aportes a la empresa y también nos ayudaron en la implementación de los protocolos que hoy tenemos en funcionamiento. En septiembre 2021, recibimos una inversión institucional de la empresa de capital de riesgo Green Rock”, dice Penna.
CRECE LA STARTUP FARMACÉUTICA
Actualmente, Naiad está estructurando su próxima ronda de inversión privada, que debe cerrarse a principios de 2023. La empresa formará parte de la delegación brasileña que participará en junio en la Convención Internacional BIO, en San Diego, Estados Unidos, en la invitación de la Asociación Brasileña de Insumos Farmacéuticos (Abiquifi) y de la Agencia Brasileña de Promoción de Exportaciones e Inversiones (ApexBrasil), donde discutirá su cartera de proyectos en desarrollo y estará abierta a discusiones con inversionistas y socios comerciales.
“Nuestra metodología está demostrando ser muy eficiente en términos de detección de moléculas con alto potencial farmacológico. Nuestros números así lo indican y el mercado ha estado atento a estos resultados. Confiamos e ilusionamos con la posibilidad de hacer una contribución significativa al desarrollo. de nuevos medicamentos», dice Penna.