El aumento de la resistencia a los antibióticos entre las bacterias infecciosas comunes es una amenaza para la salud preocupante que tiene a muchos científicos buscando una solución. Jennifer Hines, Doctor., profesor de química y bioquímica en la Universidad de Ohio, es uno de los pocos que busca estructuras de ácido ribonucleico (ARN) para el descubrimiento de nuevos fármacos. Su grupo de investigación está estudiando un regulador clave para la expresión de genes bacterianos compuesto por ARN, llamado riboswitch, eso podría ser crucial en el diseño de nuevos medicamentos para matar bacterias.

"Al igual que un interruptor de luz, mueves el dedo y enciendes o apagas la luz, el pliegue global del ARN cambia en respuesta a las interacciones con la molécula de señalización, ", Dijo Hines." Mi grupo de investigación está trabajando para diseñar pequeñas moléculas que puedan interrumpir la interacción clave de la molécula de señalización de ARN para apagar permanentemente el interruptor y matar las bacterias específicamente ".

Para determinar la estructura de estos posibles nuevos antibióticos, El grupo de Hines prueba cómo las diferentes moléculas pequeñas interactúan con el riboswitch de ARN. Dado que Hines tiene que probar el acoplamiento de bibliotecas enteras de moléculas pequeñas en el riboswitch, utiliza el poder del Oakley Cluster del Ohio Supercomputer Center para acelerar el proceso de cálculo. Esto le permite probar múltiples sitios de ARN contra muchas moléculas pequeñas diferentes para identificar el mejor emparejamiento.

Mientras que realizar un solo cálculo con una molécula puede llevar a Hines dos minutos en su computadora de laboratorio, el mismo cálculo se realiza casi tan pronto como ingresa mediante el Oakley Cluster. También se da cuenta de ahorros de costos mediante el uso de licencias de software compartidas MacroModel y Glide a través de OSC.

"Línea de fondo, No puedo permitirme más de una computadora en mi laboratorio para trabajar en ella, ", Dijo Hines." Si tengo varios estudiantes con diferentes proyectos, tienen que alinearse uno tras otro, mientras que con el Centro de Supercomputación de Ohio, todos pueden estar trabajando en ello al mismo tiempo. Permite que más personas investiguen simultáneamente y los cálculos se ejecutan mucho más rápido ".

Los antibióticos no son la única área farmacéutica en la que el ARN es prometedor. Tradicionalmente, Se han producido avances significativos en el descubrimiento de fármacos dirigidos a proteínas o ADN específicos. El ARN también está presente en todas las células vivas, pero en el pasado se pasó por alto como un objetivo terapéutico potencial. Debido a que está involucrado en casi todos los procesos químicos biológicos, sin embargo, tiene una estructura relativamente simple, se convierte en un objetivo atractivo en el mundo del descubrimiento de fármacos. Hines dijo que solo en los últimos años el ARN se ha convertido en un actor importante para los biólogos estructurales y moleculares que buscan nuevas terapias.

"Es simplemente alucinante lo que hace el ARN en las bacterias, en humanos y en virus, ", Dijo Hines." Estamos en los albores de la selección de ARN con fines de descubrimiento de fármacos y, por lo tanto, con el ARN tan elegantemente involucrado en todo tipo de procesos regulatorios, si obtiene más información sobre las mejores formas de apuntar al ARN con moléculas pequeñas, potencialmente podría abrir nuevas áreas para la investigación contra el cáncer, investigación antiviral, además de la investigación antibacteriana que estoy haciendo ".