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Ayuda a un equipo de investigación internacional a combatir el virus Zika
By: Dr. Carolina Horta Andrade
Universidade Federal de Goiás, Brazil
19 may 2016   

Resumen
El virus Zika era relativamente desconocido hasta 2015, cuando llegó a los titulares debido a su rápida propagación y su vinculación con severas deficiencias cerebrales en recién nacidos de madres que contrajeron el virus durante el embarazo. La Dra. Carolina Horta Andrade, investigadora principal del nuevo proyecto OpenZika, discute cómo ella y un equipo internacional de investigadores están usando World Community Grid para acelerar la búsqueda de un tratamiento eficaz contra el Zika.


El Dra. Carolina Horta Andrade, investigadora principal de OpenZika

Introducción

Pocas personas habían oído hablar del virus Zika antes de 2015, cuando comenzó a propagarse rápidamente en las Américas, especialmente en Brasil. El virus se transmite principalmente por el mosquito Aedes aegypti, aunque la transmisión sexual y por sangre también son posibles. Un porcentaje aún desconocido de las mujeres embarazadas que han contraído el virus Zika han dado a luz a niños con una enfermedad llamada microcefalia, lo que resulta en problemas graves de desarrollo cerebral. En otros casos, adultos y niños que contraen el virus Zika han sufrido parálisis y otros problemas neurológicos. Actualmente, no existe un tratamiento ni una vacuna para el virus Zika. Teniendo en cuenta que el Zika ha convertido rápidamente en una preocupación de salud pública internacional, mi equipo y yo estamos trabajando en busca de posibles tratamientos con investigadores aquí en Brasil, así como en los Estados Unidos, y estamos utilizando World Community Grid para acelerar nuestro proyecto.

Antecedentes

El mundo está cada vez más alarmado por el virus Zika, y con buena razón. Hasta hace poco la investigación sobre esta enfermedad había sido escasa, pero en los últimos meses se ha vinculado a graves deficiencias cerebrales en algunos recién nacidos, así como a posibles problemas neurológicos en niños y adultos. Como científica y ciudadana de Brasil, que se ha visto afectada en gran medida por el Zika, estoy comprometida con la lucha contra el virus, pero mi equipo y yo vamos a necesitar la ayuda de los voluntarios de World Community Grid para proporcionar la capacidad computacional masiva requerida para nuestra búsqueda de un tratamiento.

Soy profesora de la Universidad Federal de Goiás (UFG) en Brasil, y directora de LabMol, un laboratorio de la universidad que busca tratamientos para enfermedades desatendidas y cáncer. Mi campo es la química médica y computacional, con un énfasis en el diseño y descubrimiento de fármacos para enfermedades olvidadas. Me interesé por primera vez en el trabajo en esta área debido a que se trata de enfermedades que no le interesan a las empresas farmacéuticas, ya que afectan principalmente a las poblaciones marginadas en los países subdesarrollados y en vías de desarrollo. Sin embargo, estas enfermedades son muy debilitantes y para la mayoría de ella no existe un tratamiento adecuado. Brasil es vulnerable a una serie de enfermedades olvidadas como el dengue, la malaria, la leishmaniasis, la esquistosomiasis, entre otras. Mi mayor deseo es encontrar tratamientos para mejorar la vida de miles de personas en todo el mundo que sufren de estas enfermedades.

En 2015 inicié un proyecto en colaboración con el Dr. Sean Ekins, farmacólogo con amplia experiencia en investigación, enfocado en el desarrollo de modelos computacionales para identificar compuestos activos contra el virus del dengue, una grave enfermedad endémica transmitida por mosquitos en todo el mundo. Estos compuestos activos pueden convertirse en candidatos para fármacos antivirales. Actualmente estamos en la etapa de selección de compuestos para comenzar las pruebas de laboratorio. En enero de 2016, cuando el brote del virus Zika en Brasil llegó a ser alarmante, Sean y yo decidimos ampliar nuestra investigación más allá del dengue, e incluir el virus Zika en nuestro trabajo, ya que estas dos enfermedades son de la misma familia de virus.


Dr. Sean Ekins, CEO, Collaborations Pharmaceuticals, Inc.

Sean nos invitó a mí y a otros colaboradores a escribir un documento de perspectiva que fue publicado a inicios de 2016, acerca de la necesidad de iniciativas abiertas para descubrir fármacos contra el virus Zika. Este trabajo llamó la atención del ilustrador científico John Liebler, que quería producir una imagen completa del virión del Zika. Estamos utilizando la ilustración creada (que se muestra más abajo) como visual para el proyecto OpenZika.


Derechos reservados, John Liebler, www.ArtoftheCell.com. odos los derechos reservados. Usado con permiso.

El interés de John nos inspiró para intentar modelar cada proteína en el virus Zika, lo que condujo directamente a escribir un documento innovador con modelos de homología de todas las proteínas del virus Zika. (los modelos de homología, representaciones computacionales tridimensionales de las proteínas dentro de un organismo, son útiles cuando la estructura de una proteína no se conoce experimentalmente, que es el caso con el virus Zika.)

El equipo de investigación OpenZika

Después que Sean y yo comenzamos nuestro trabajo sobre el virus Zika, me presentó a World Community Grid. Sean también ha colaborado con el Dr. Alexander Perryman de la Universidad de Rutgers, New Jersey Medical School, quien estaba previamente en el Instituto de Investigación Scripps, donde desempeñó un rol clave en dos proyectos de World Community Grid: Fight AIDS@Home y GO Fight Against Malaria. Sean y Alex son co-investigadores principales conmigo en el proyecto OpenZika.


El Dr. Alexander Perryman, co-investigador principal, y el Dr. Joel Freundlich, colaborador, Universidad de Rutgers New Jersey Medical School

El equipo de investigación también incluye mis colegas de la UFG, el Dr. Rodolfo Braga, la Dra. Melina Mottin y el Dr. Roosevelt Silva; al Dr. Jair L. Siqueira-Neto de la Universidad de California en San Diego; al Dr. Wim Degrave de la Fundación Oswaldo Cruz de Brasil, quien ya está trabajando con World Community Grid en el proyecto Uncovering Genome Mysteries; entre otros.

El equipo incluye al Dr. Rodolfo UFG Braga, la Dra. Carolina Horta, la Dra. Melina Mottin y Dr. Silva Roosevelt (no en la foto).

Este gran grupo de colaboradores hace que el equipo tenga todo el conjunto de habilidades y la experiencia necesarias para llevar a cabo esta investigación de extremo a extremo, dado que algunos de los investigadores son expertos en modelos computacionales, mientras que otros tienen una amplia experiencia en el laboratorio.

Nuestras metas

El proyecto de OpenZika de World Community Grid tiene como objetivo identificar fármacos candidatos para tratar el virus Zika en personas que han sido infectadas. El proyecto utilizará software para analizar millones de compuestos químicos contra las proteínas objetivo que el virus Zika probablemente utiliza para sobrevivir y propagarse en el cuerpo humano, con base en lo que se conoce por enfermedades similares, tales como el virus del dengue y la fiebre amarilla. A medida que el conocimiento científico sobre el virus Zika aumente en los próximos meses y se identifiquen proteínas clave, en el equipo OpenZika utilizaremos el nuevo conocimiento para refinar nuestra búsqueda.

Nuestro trabajo en World Community Grid es sólo el primer paso en el proyecto mayor de descubrir un nuevo fármaco para combatir el virus Zika. Luego vamos a analizar los datos obtenidos del análisis virtual de World Community Grid para elegir los compuestos más prometedores. Una vez hayamos seleccionado y probado los compuestos que podrían ser eficaces para matar el virus Zika, publicaremos nuestros resultados. Tan pronto como demostremos que algunos de los compuestos candidatos en realidad pueden matar o desactivar el virus en las pruebas basadas en células, nosotros y otros laboratorios que se unan podremos modificar las moléculas para aumentar su potencia contra el virus, garantizando al mismo tiempo que estos compuestos modificados son seguros y no tóxicos.

Estamos comprometidos con la apertura de todos los resultados al público tan pronto como se hayan completado, para que otros científicos puedan ayudar a avanzar en el desarrollo de algunos de estos compuestos activos en nuevos medicamentos. Esperamos que OpenZika incluya una segunda etapa, en la que podemos realizar proyecciones virtuales en muchos más compuestos.

Sin esta investigación - y otros proyectos que están estudiando el virus Zika - esta enfermedad podría convertirse en una amenaza aún mayor, debido a la rápida propagación del virus por los mosquitos, la sangre y la transmisión sexual. El vínculo entre el virus Zika en mujeres embarazadas y trastornos cerebrales graves en los niños podría impactar con una generación más grande que los números habituales de población con dificultades neurológicas graves.

Y sin los recursos de World Community Grid, utilizando sólo los recursos de nuestro laboratorio, o bien sólo podríamos analizar unos pocos miles de compuestos contra algunas de las proteínas del Zika, o tomaría años para analizar millones de compuestos. Esto limitaría severamente nuestro potencial para el descubrimiento de fármacos.

Con la ayuda de voluntarios de World Community Grid podremos evaluar computacionalmente más de 20 millones de compuestos tan sólo en la fase inicial (y, potencialmente, hasta 90 millones de compuestos en fases futuras). Por lo tanto, la ejecución del proyecto en OpenZika de World Community Grid nos permitirá ampliar en gran medida la escala de nuestro proyecto, y acelerará la velocidad a la que podemos obtener los resultados hacia un medicamento antiviral para el virus.

Al trabajar juntos y compartir nuestro trabajo con la comunidad científica, muchos otros investigadores en el mundo también podrán avanzar con candidatos moleculares prometedores, para acelerar el progreso hacia la derrota del brote del Zika.



Para contribuir con OpenZika, únase a World Community Grid, o si ya es voluntario asegúrese que el proyecto esté seleccionado en la página Mis Proyectos

Este articulo también está disponible en inglés y portugués.


 


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Dr. Carolina Horta Andrade
Universidade Federal de Goiás, Brazil