Descripción del proyecto
EL DESARROLLO Y LA APLICACION DE MEDICAMENTOS EFECTIVOS Y SEGUROS PARA TRATAR DESORDENES DE LA SALUD ES EL OBJETIVO DE LA FARMACOTERAPIA. EL USO DE FARMACOS MAS EFECTIVOS, JUNTO CON OTROS FACTORES QUE INCLUYEN LA EDUCACION, BUENOS SALARIOS, NUTRICION, MEDIO AMBIENTE Y ESTILO DE VIDA, TIENEN UN IMPACTO POSITIVO EN LA ESPERANZA DE VIDA DE LOS SERES HUMANOS. SI EMBARGO, EXISTEN VARIOS PROBLEMAS RELACIONADOS CON LOS FARMACOS, INCLUYENDO LA BAJA SELECTIVIDAD QUE CONDUCE A INTERACCIONES NO DESEADAS ENTRE EL COMPUESTO Y BIOMOLECULAS DISTINTAS A LAS MOLECULAS DIANA. LA BAJA SELECTIVIDAD ESTA RELACIONADA CON VARIOS INCONVENIENTES, POR EJEMPLO, LA APARICION DE EFECTOS SECUNDARIOS A CORTO Y LARGO PLAZO, EL USO DE DOSIS POR DEBAJO DE LOS VALORES OPTIMOS, Y CONSECUENCIAS MEDIOAMBIENTALES ADVERSAS CAUSADAS POR LA ACTIVIDAD DEL FARMACO AUN CUANDO ESTE SE ENCUENTRA FUERA DE NUESTRO ORGANISMO. EL USO DE RADIACION ELECTROMAGNETICA ES UNA POSIBLE SOLUCION PARA VENCER ESTOS PROBLEMAS DEBIDO A LA ALTA RESOLUCION TEMPORAL QUE EJERCE SOBRE LA ACTIVIDAD DEL FARMACO Y A SU PRECISION ESPACIAL NO INVASIVA. ADEMAS, LA RADIACION NO SUELE CONTAMINAR LOS SISTEMAS BIOLOGICOS, TIENE UNA BAJA TOXICIDAD Y SU LONGITUD DE ONDA E INTENSIDAD SE PUEDEN REGULAR FACILMENTE, ASEGURANDO UN USO SEGURO Y CONTROLADO. LA COMBINACION DE FARMACOS Y RADIACION SE UTILIZA ACTUALMENTE EN DOS CAMPOS MUY ACTIVOS DENTRO DEL DISEÑO DE FARMACOS: LA TERAPIA FOTODINAMICA Y LA FOTOFARMACOLOGIA. EL USO DE ESTA CLASE DE FARMACOS ES MUY ATRACTIVO ESPECIALMENTE EN SITUACIONES EN LAS QUE LA ACTIVIDAD DEL MEDICAMENTO DEBE RESTRINGIRSE DE MANERA ESPACIAL, COMO ES EL CASO DE TUMORES LOCALIZADOS. EL OBJETIVO CIENTIFICO PRINCIPAL DE ESTE PROYECTO ES DESCUBRIR A TRAVES DE SIMULACIONES COMPUTACIONALES EL MECANISMO DE ACCION DE FARMACOS ACTIVADOS POR RADIACION EN TRATAMIENTOS DE TERAPIA FOTODINAMICA Y DE FOTOFARMACOLOGIA. ESPECIFICAMENTE, LA FOTOOXIDACION DE MEMBRANAS LIPIDICAS Y EL CONTROL FOTOINDUCIDO DE CANALES IONICOS REGULADOS POR VOLTAJE SERAN INVESTIGADOS. LAS ETAPAS FUNDAMENTALES QUE CONDUCEN A LA OXIDACION DE LIPIDOS QUE SERAN MODELIZADAS SON LAS SIGUIENTES: (I) INTEGRACION DE FOTOSENSIBILIZADORES DENTRO DE LAS MEMBRANAS, (II) CRUCE ENTRE SISTEMAS DE LOS FOTOSENSIBILIZADORES PARA GENERAR EL ESTADO ELECTRONICO TRIPLETE DE MAS BAJA ENERGIA, Y (III) TRANSFERENCIA ELECTRONICA DESDE LOS LIPIDOS HASTA EL FOTOSENSIBILIZADOR EN ESTADO TRIPLETE GENERANDO ESPECIES RADICALARIAS. EN EL CASO DEL CONTROL FOTOINDUCIDO DE CANALES IONICOS LOS SIGUIENTES PROCESOS SERAN ESTUDIADOS: (I) UNION DE LOS FOTOSWITCHES CON LOS CANALES IONICOS, (II) ISOMERIZACION FOTOINDUCIDA DE LOS FOTOSWITCHES DENTRO DEL BOLSILLO DE INTERACCION CON LAS PROTEINAS, Y (III) DISMINUCION DE LA CONDUCCION IONICA A TRAVES DE LOS CANALES IONICOS DEBIDO A LA PRESENCIA DEL ISOMERO ACTIVO DE LOS FOTOSWITCHES. ESTE PROYECTO SE ENGLOBA DENTRO DE UN CONTEXTO DE CIENCIA BASICA Y, POR TANTO, LA PRINCIPAL CONTRIBUCION A LA COMUNIDAD CIENTIFICA Y A LA SOCIEDAD ES LA GENERACION DE CONOCIMIENTO. DISTINTAS ESTRATEGIAS HAN SIDO DISEÑADAS PARA DISEMINAR LOS RESULTADOS DEL PROYECTO Y AUMENTAR SU IMPACTO. ADEMAS, EL CONOCIMIENTO GENERADO PODRIA SER EMPLEADO EN ETAPAS MAS AVANZADAS PARA DISEÑAR FARMACOS ACTIVADOS POR RADIACION EFICIENTES EN COLABORACION CON LA INDUSTRIA. POR TANTO, LOS RESULTADOS GENERADOS PODRIAN POTENCIALMENTE CONTRIBUIR A MEJORAR LA SALUD Y EL BIENESTAR DE NUESTRA SOCIEDAD, QUE ES UNO DE LOS RETOS MAS IMPORTANTES EN LA ACTUALIDAD. OTOSENSIBILIZADORES\QUIMICA CUANTICA\DINAMICA NO-ADIABATICA\QM/MM\DINAMICA MOLECULAR\TRANSFERENCIA ELECTRONICA\ESTADOS ELECTRONICOS EXCITADOS\CANALES IONICOS\MEMBRANAS LIPIDICAS\FOTOSWITCHES