Según explicó el CNIO, las proteínas son moléculas complejas que realizan funciones cruciales en el organismo. Conocerlas es “esencial” para comprender e intentar curar enfermedades: si se conoce la estructura tridimensional de una proteína implicada en cáncer, por ejemplo, se puede intentar diseñar una molécula capaz de modificar esa proteína para tratarlo.

El nuevo grupo intentará avanzar en este tipo de estrategias mediante el uso de ‘proteínas sintéticas’. Castells-Graells explicó que utilizan la inteligencia artificial (IA) para diseñar “nanopartículas formadas por proteínas sintéticas, moléculas que imitan la forma y estructura de las proteínas naturales y a las que se da una funcionalidad específica”.

En su equipo, integrado por los profesionales Laura Pérez-Chirinos y Pablo San Segundo, diseñan las nanopartículas con herramientas computacionales y después validan su funcionalidad biológica experimentalmente en el laboratorio. Sus nanopartículas se aplican a la visualización de procesos biológicos, al diagnóstico y al desarrollo de fármacos.

Tanto Graells como Pérez-Chirinos y San Segundo se incorporaron al CNIO contratados como parte del programa ‘Construyendo la Generación IA’, dentro de la iniciativa Generación D, impulsada por Red.es.

Algunas proteínas implicadas en procesos tumorales son tan pequeñas que resultan indetectables incluso para las técnicas más avanzadas, como la criomicroscopía electrónica, que permite observar moléculas a altísima resolución. Castells-Graells afirmó que los investigadores desarrollan nanopartículas que “se unen, como etiquetas, a determinadas proteínas pequeñas, y las marcan para hacerlas detectables”.

Visualizar su presencia en tejidos u órganos puede ayudar a detectar cambios propios de un tumor, lo que puede contribuir a adelantar el diagnóstico de ciertos cánceres.

Esas ‘etiquetas moleculares’ pueden también acelerar el desarrollo de fármacos. Un trabajo anterior de Castells-Graells, publicado en la revista ‘PNAS’, creó una de esas nanopartículas de forma que se adhiriera a la proteína KRAS -involucrada en el 25% de los cánceres– mientras interactuaba con un fármaco específico.

La nanopartícula permitía así estudiar qué partes de KRAS se unen al compuesto; esto es esencial cuando se busca comprender el mecanismo de acción de un fármaco, para intentar hacerlo más efectivo. Esta nanopartícula despertó el interés de las farmacéuticas porque permite “analizar muchas moléculas candidatas a fármacos en menos tiempo”, aseguró Castells-Graells.