Arrancaron hace apenas unos meses y por delante tienen tres años para conseguir aplicar modelos avanzados de evolución molecular a la predicción de la evolución de distintas proteínas de virus que son diana de terapias antirretrovirales y que, por lo tanto, podrían usarse para el diseño de nuevas vacunas y tratamientos. Hablamos del grupo de investigación Evolución Molecular Computacional del CINBIO, el Centro de Investigación en Nanomateriales y Biomedicina de la Universidade de Vigo. Dirigido por el profesor titular Miguel Arenas Busto, cuentan con una ayuda para hacerlo de 125.000 euros concedidos por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades dentro del Plan Estatal de Investigación Científica, Técnica y de Innovación (2021-2023).
Completan el equipo de trabajo de este proyecto Valeria Zoni y Luis Daniel González Vázquez. “Nuestro objetivo es desarrollar modelos biofísicos de evolución de la secuencia, estructura y función de las proteínas y explotar sus aplicaciones técnicas y prácticas, con especial interés en las proteínas de virus que son diana de terapias”, explica Arenas, científico formado en la Universidade de Vigo que tras pasar por distintos países -Suiza, Reino Unido, Estados Unidos y Portugal-, regresó a la UVigo como investigador Ramón y Cajal, donde puso en marcha este equipo de investigación, especializado en investigar la evolución de las macromoléculas biológicas usando métodos computacionales y su aplicación a la biomedicina.
En el caso de este proyecto financiado por el Ministerio el responsable de la investigación hace hincapié en que comprender la evolución de las proteínas es fundamental para mejorar los métodos de predicción de la evolución de las mismas, las cuales presentan aplicaciones en diversos ámbitos, incluyendo biomedicina y biotecnología. “Para realizar predicciones de evolución de proteínas se requieren modelos evolutivos y cuanto mayor exactitud tengan estos modelos más realistas serán las predicciones correspondientes”, recalca Arenas. En este proyecto aplican modelos evolutivos avanzados de evolución de proteínas que consideran restricciones evolutivas basadas en la estructura tridimensional de las proteínas, que ya habían desarrollado en estudios previos.
“Las proteínas ancestrales podrían usarse para diseñar nuevas vacunas”
El proyecto, que se prolongará hasta diciembre de 2027, formula diferentes propósitos. Por una parte, buscan alinear y comparar estructuras de proteínas teniendo en cuenta su evolución y, por la otra, tratan de estimar distintos parámetros evolutivos de las proteínas, incluyendo las frecuencias de mutación y de recombinación.
Del mismo modo, se contempla también el estudio de la evolución de las proteínas del virus del SIDA y del SARS-CoV-2, que son importantes para el desarrollo de nuevos tratamientos. “Nuestra idea es reconstruir las variantes ancestrales de estas proteínas teniendo en cuenta la estructura tridimensional de las mismas y compararlas con observaciones reales para evaluar el error de reconstrucción”, apunta el investigador, a lo que añade que “las proteínas ancestrales podrían usarse para diseñar nuevas vacunas”.
Como cuarta línea de trabajo estudian la evolución de variantes resistentes de proteínas del virus del SIDA que son diana de tratamientos antirretrovirales. En este sentido, Arenas valora que “calcular la probabilidad de fijación de mutaciones de resistencia proporcionaría información útil para el diseño de fármacos antirretrovirales”.
“Los resultados pueden ser importantes para la sociedad a largo plazo”
“Los resultados pueden ser importantes para la sociedad a largo plazo, pero no presentarán una aplicación inmediata”, destaca el investigador, quien hace hincapié en que el diseño de terapias contra virus podría verse mejorado con la consideración de las predicciones evolutivas de proteínas diana de las terapias “teniendo en cuenta información sobre la secuencia y la estructura tridimensional de las proteínas”.
