Una startup paulista diseña moléculas para tratar trastornos mentales, el cáncer y otras dolencias

Con el apoyo de la FAPESP, la empresa brasileña desarrolló una plataforma computacional con capacidad para seleccionar miles de millones de unidades de materias bioactivas

Por Fábio de Castro  |  FAPESP Investigación para la Innovación – Una startup del estado de São Paulo (Brasil) desarrolló una plataforma computacional innovadora para el descubrimiento de nuevos fármacos, que está aplicándose con éxito en la selección de moléculas destinadas al tratamiento de diversas enfermedades, tales como trastornos mentales, autismo, ansiedad, adicciones e incluso ciertos tipos de cáncer.

Naiad Drug Development –una empresa incubada en la ITUFABC, la incubadora de la Universidad Federal del ABC (UFABC) en la localidad paulista de Santo André– es una startup de bioinformática especializada en la creación de nuevas moléculas bioactivas cuyo blanco lo constituyen los llamados “receptores acoplados a proteínas G” (GPCR, por sus siglas en inglés), una familia de receptores asociados a una amplia gama de enfermedades.

La empresa contó con el apoyo del Programa FAPESP de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE) para realizar la selección de moléculas que actúan específicamente sobre el receptor de oxitocina, con enfoque en aplicaciones terapéuticas.

La oxitocina, cuyo receptor es un GPCR, es una hormona producida en el cerebro que posee un papel importante en la inducción del parto y en el amamantamiento. Por su rol en la modulación del humor, de la interacción social y de la ansiedad, se volvió conocida popularmente como “la hormona del amor”.

Al unir inteligencia artificial y el llamado “diseño de fármacos con base en la estructura”, la plataforma computacional que Naiad desarrolló logra concretar la selección de miles de millones de moléculas, identificando a aquellas que poseen alto potencial de éxito de uso terapéutico y escogiendo con precisión a algunas centenas para seguir adelante con las pruebas celulares de laboratorio.

El “diseño de fármacos con base en la estructura” consiste en diseñar y optimizar estructuras químicas con el objetivo de identificar un compuesto adecuado para la realización de ensayos clínicos, esto es, para seleccionar candidatos a nuevos fármacos.

De acuerdo con Pedro Henrique Camargo Penna, uno de los fundadores de Naiad, en la Etapa I del Proyecto PIPE la empresa se enfocó inicialmente en la búsqueda de moléculas que actúan en forma agonística sobre el receptor de oxitocina, es decir, aquellas que excitan a esos receptores y pueden ser útiles contra enfermedades mentales o neurológicas.

“Tuvimos éxito en esa fase inicial y logramos hallar diversas moléculas que se unen al receptor de oxitocina y que aún no se utilizan como fármacos. Las moléculas más prometedoras quedaron seleccionadas tras una ronda de pruebas in vitro y mostraron un gran potencial para servir de base en el desarrollo de fármacos con aplicaciones relacionadas con diversos problemas y condiciones neurológicas, especialmente las adicciones y algunos síntomas del autismo”, dice Camargo Penna.

Asimismo, esta tarea desembocó también en diversas moléculas con acción potencialmente relevante en el combate contra algunos tipos de cáncer de alta incidencia en la población. “Los antagonistas del receptor de oxitocina se están estudiando para el tratamiento de la eyaculación precoz y para elevar el índice de éxito de la fertilización in vitro, por ejemplo”, afirma el investigador. “Pero nuevos estudios han demostrado que el bloqueo del receptor de oxitocina puede actuar también en forma considerable en la disminución de algunos tumores específicos. Por eso expandimos el proyecto y empezamos a realizar la selección de moléculas que actúan sobre el receptor de oxitocina con distintos mecanismos de acción, enfocándonos en la generación de valor en diferentes escenarios”, explica.

Tras el éxito en las pruebas in vitro realizadas durante la primera fase, la Etapa II del Proyecto PIPE, aprobada recientemente, se enfocará en el descubrimiento de moléculas que posean no solamente actividad sobre el receptor de oxitocina, sino que también exhiban excelentes características con respecto a su metabolismo en el cuerpo humano.

“En la Etapa II, nos enfocaremos en la búsqueda de moléculas con excelente actividad farmacodinámica y farmacocinética”, detalla Camargo Penna.

Según sostiene el investigador, se aplicará el diseño de fármacos con base en la estructura. Con esta técnica, se modela la proteína en forma tridimensional, átomo por átomo, con base en un modelo de la molécula realizado en computadoras. A partir de allí, se aplican diferentes técnicas para realizar la selección dentro del área de interés del receptor.

“Ha habido un avance tecnológico muy grande en esta área. Si antes ya era posible cribar millones de moléculas en las computadoras, ahora esto se ha visto potenciado con tarjetas de video muy potentes y programas muy avanzados. Con este salto tecnológico, actualmente conseguimos efectuar la selección de miles de millones de moléculas para cada blanco, entre ellos, el receptor de oxitocina. La inteligencia artificial produjo un salto aún mayor”, sostiene.

La capacidad computacional

En términos prácticos, toda la capacidad computacional se utiliza para evaluar si una molécula se encastra o no en los receptores. Se aplican entonces funciones que calculan un “marcador” [score], y se define así en qué medida un encastre es favorable. “Así aumentamos enormemente el índice de éxito en la selección de moléculas con potencial para la concreción de pruebas in vitro”, dice Camargo Penna.

“Trabajamos con estaciones de trabajo de alto rendimiento. Son computadoras superpotentes, capaces de procesar un enorme volumen de datos. Los software también constituyen un punto relevante en el cual invertimos bastante. Si bien buena parte de nuestra plataforma se desarrolló internamente, también contamos con programas que ya están plenamente validados”, afirma el investigador.

De acuerdo con Camargo Penna, además de las moléculas que actúan en los receptores de oxitocina, Naiad también ha desarrollado nuevas moléculas que actúan en otros GPCR. Estos receptores ubicados en las membranas de las células están implicados en aspectos tan fundamentales de la biología que aproximadamente un 30 % de los medicamentos disponibles en el mercado actúan en este grupo de proteínas.

“Los GPCR cumplen un papel clave en procesos tales como la respuesta hormonal y la comunicación entre neuronas, y modulan procesos biológicos de toda índole, desde los más basales hasta los de alto nivel, desde modulaciones metabólicas a nivel celular hasta la regulación del humor y la atención. Debido a ello, prácticamente para cualquier enfermedad existe algún GPCR implicado”, explica Camargo Penna.

El modelo de negocio de Naiad se enfoca en la generación de valor para que las moléculas seleccionadas se les licencien a las grandes empresas farmacéuticas.

“En este momento no es de nuestro interés llevar el desarrollo de las moléculas hasta los ensayos clínicos. Las grandes empresas cuentan con más espacio para llevar adelante esa etapa del desarrollo. Por otra parte, poseemos una gran experiencia en el tema computacional y en la selección de nuevas drogas. Por eso nuestro propósito es llevar el desarrollo hasta el final de la fase preclínica, y a partir de entonces, apuntar a las licencias”, dice Camargo Penna.

Un equipo especializado

Para ello, Naiad cuenta con un equipo de consultores de alto nivel que trabajan con la empresa. Camargo Penna, quien es el director general de la compañía, es graduado en ciencia y tecnología en la UFABC y está finalizando su doctorado directo en el área de biosistemas. La directora técnica, Valderes de Conto, es médica veterinaria egresada de la Universidad Federal de Viçosa (en el estado de Minas Gerais), con doctorado en biología en el área de genética por la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ) y posdoctorado en la UFABC.

Aparte de Camargo Penna y Valderes de Conto, los otros dos fundadores de la startup son Antônio Kimuz Braz, profesor de genética molecular y genómica en la UFABC, y Maurício Coutinho Neto, también docente de la UFABC en el área de química computacional. Ambos son socios cuotistas de la empresa. El biólogo Cláudio Miguel da Costa Neto, quien trabaja como consultor de la startup, es profesor de la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP), de la Universidad de São Paulo (USP). También se desempeña como consultor el químico Gerhard Gross, experto en el desarrollo de fármacos con una amplia experiencia internacional.

Camargo Penna explica que la empresa se inauguró en 2018, tras recibir recursos provenientes de una inversión ángel. “Fue de un grupo de inversores, personas físicas ligadas en algunos casos al mercado financiero y todas entusiastas de la tecnología e interesadas en la inteligencia artificial”, dice. Uno de los inversores ángeles, Ricardo di Lazzaro Filho, también se convirtió en miembro del consejo de la empresa.

“Ricardo fue uno de los nuestros mentores en todo el proceso de formación y está con nosotros en la empresa. Los inversores ángeles decidieron aportar más a la empresa posteriormente y también nos ayudaron en la implementación de los protocolos que están en funcionamiento actualmente. En septiembre de 2021, recibimos una inversión institucional de la empresa de venture capital Green Rock”, comenta Penna.

Las negociaciones

En la actualidad, Naiad está estructurando su próxima ronda de captación de inversiones privadas, que se cerrará a comienzos de 2023. La empresa integrará la delegación brasileña que participará en junio en la BIO International Convention, en San Diego, Estados Unidos, por invitación de la Asociación Brasileña de Insumos Farmacéuticos (Abiquifi) y de la Agencia Brasileña de Promoción de Exportaciones e Inversiones (ApexBrasil), en donde debatirá su pipeline de proyectos en desarrollo y estará abierta a la discusión con inversores y socios de negocios.

“Nuestra metodología se está mostrando sumamente eficiente con relación a la detección de moléculas de alto potencial farmacológico. Nuestros números así lo indican y el mercado ha estado atento a estos resultados. Estamos confiados y entusiasmados con la posibilidad de aportar significativamente al desarrollo de nuevos medicamentos”, afirma Camargo Penna.