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Sofisticadas quimiotecas para dar vida a nuevos fármacos

Nova: Sofisticadas quimiotecas para dar vida a nuevos fármacos

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lunes 05/02/2018 10:44

La elaboración de medicamentos capaces de marcar un antes y un después en el tratamiento de enfermedades es uno de los grandes retos de este siglo. El grupo gallego BioFarma posee una potente colección de compuestos químicos con información clave para la industria farmacéutica. El inicio de un nuevo proyecto en 2012 supuso la ampliación del volumen de la quimioteca hasta 60.000 moléculas. El CESGA se encarga de la gestión de los servidores que las albergan gracias a su capacidad y a la garantía de seguridad y protección de datos muy sensibles.

Las primeras pruebas de que los humanos dejaron marcados sus dedos en tablillas de arcilla se detectaron en las antiguas Babilonia y Persia. Hubo que esperar a 1891 para el auténtico descubrimiento del uso de la huella dactilar, única en cada individuo y clave para reconocer personas. El hallazgo se atribuye al policía argentino Juan Vucetich. Un año después, su equipo fue el primero en identificar a una asesina mediante registro dactiloscópico.

La información que aportan las curvas de la piel de los dedos es muy sensible y por eso mismo debe estar protegida. Esta exigencia de confidencialidad no es exclusiva del ámbito de la identificación de las personas. Tras la revolución científica y tecnológica iniciada en el siglo XX y que continúa en el actual, muchos sectores generan y manejan grandes volúmenes de información, con necesidades para su gestión y seguridad englobadas en lo que hoy conocemos como Big Data. Es el caso del grupo gallego de investigación BioFarma, con una base de datos con información sobre compuestos químicos de gran interés para la industria farmacéutica.

El equipo dirigido por Mabel Loza, catedrática de Farmacología de la Universidad de Santiago (USC), produce desde 1998 información para el descubrimiento de nuevos medicamentos. La tarea de los más de treinta investigadores ubicados en el Centro de Investigación en Medicina Molecular y Enfermedades Crónicas (CiMUS) consiste en identificar los compuestos químicos más prometedores para el tratamiento de patologías. “Creamos y guardamos la huella dactilar de los compuestos”, explica con un símil clarificador José Brea, responsable de la plataforma de cribado de fármacos (screening) del grupo.

Detectar los compuestos que se activan sobre las células es clave, por ejemplo, en la búsqueda de nuevos quimioterápicos para tratar el cáncer. La información de cómo reacciona cada compuesto y su morfología queda guardada bajo llave a modo de historial. “De cada compuesto almacenamos estructura química, procedencia, localización en las placas de ensayo y otros resultados obtenidos”, especifica José Manuel Santamaría, gestor del grupo.

Salto de gigante en capacidad

Con toda esta información, BioFarma fue creando su propia quimioteca. Al principio, cuando el grupo trabajaba con muestras de 15.000 moléculas, el tratamiento de los datos no suponía un problema en el día a día de los investigadores. Pero la actividad de este equipo dio un paso de gigante a partir del 2012. Nacía InnoPharma, iniciativa gallega para el descubrimiento temprano de fármacos, en la que participa también el equipo del genetista de la USC Ángel Carracedo.

¿Cuál era el reto? La búsqueda de compuestos activos para desarrollar nuevas dianas terapéuticas en neurología, psiquiatría, metabolismo, cáncer, inflamación y enfermedades raras. El volumen de la quimioteca se disparó ya que el grupo consiguió reunir para esta nueva etapa 60.000 moléculas.

Con este panorama, BioFarma necesitaba más capacidad para abordar tantos análisis de compuestos y guardar toda la información de manera segura. Como recuerda Santamaría, al ampliarse la plataforma de screening el grupo encontró la solución para albergar sus enormes volúmenes de datos en los servidores del Centro de Supercomputación de Galicia (CESGA).

Imágenes con mucho peso

La actividad de BioFarma adquirió otra dimensión. El CESGA aportó su experiencia en cálculo, computación de altas prestaciones y servicios avanzados para el arranque de InnoPharma. El incremento en la capacidad de gestión es una ventaja competitiva para este grupo, líder en España en el ámbito de las instituciones públicas en análisis de compuestos activos para nuevos fármacos.

Pero, ¿cómo fue la adaptación del trabajo en el grupo? Brea habla de dos tipos de gestión de datos, a través de dos servidores alojados en el Centro de Supercomputación de Santiago. Uno de ellos alberga la base de datos donde el grupo almacena toda la información sobre los compuestos. El otro servidor se utiliza para el análisis automatizado de imágenes de microscopía y su almacenaje.

“A través del microscopio observamos células que tienen marcadas estructuras celulares con sondas fluorescentes y hasta cinco señales por imagen. Lo que se mide es el efecto de los compuestos químicos sobre estas células”, apunta Santamaría. En cada ensayo se procesan las imágenes de 384 puntos experimentales. Dependiendo de la complejidad un ensayo puede llegar a pesar diez gigas. “El software de análisis necesita mucha memoria para cuantificar cada una de las señales y asignarle un valor numérico”, añade.

Almacenaje de datos seguro

El soporte tecnológico del CESGA no solo se traduce en capacidad, también en seguridad y protección. “Son datos muy sensibles y es imprescindible un entorno seguro, sin posibilidad de intrusión”, explican desde el grupo. Que el funcionamiento de los servidores dependa del centro de supercomputación implica que no se verán afectados por fluctuaciones de corriente o por otro tipo de fallos que podrían paralizar el trabajo y causar daños.

“Para las empresas que requieren nuestros servicios es como un certificado de calidad. Todo lo que manejamos está blindado a actividades de terceros”, comenta Santamaría.

BioFarma consigue con esta iniciativa reducir la distancia entre la investigación básica en nuevos mecanismos terapéuticos y su aplicación industrial. Se trata de que las compañías farmacéuticas aprovechen el know how de los científicos para apostar por la elaboración de nuevos fármacos. La quimioteca les ofrece sofisticada información de partida para perfilar la potencia y el éxito de un posible nuevo medicamento.

Es muy probable que imágenes analizadas en los últimos cinco años en el CiMUS sean el pilar de fármacos para tratar el ictus, el cáncer de pulmón o el asma en un futuro. La investigación y la tecnología que lo harán posible son 100% gallegas.

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