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Soluciones para obtener compuestos bioactivos insolubles

La aplicación clínica de muchos compuestos bioactivos prometedores se encuentra limitada por problemas de solubilidad en los fluidos biológicos. Unos científicos financiados por la Unión Europea se propusieron mejorar la solvatación biomolecular para mejorar la eficacia terapéutica de estos compuestos.
Soluciones para obtener compuestos bioactivos insolubles
El proyecto multidisciplinario financiado con fondos europeos BIOSOL (Solvent effects on physico-chemical properties of bioactive compounds: combination of theory with experiments) combinó química informática de bajo coste con modelos matemáticos, la mecánica molecular y la teoría de los funcionales de la densidad para optimizar la solvatación biomolecular.

Mejoraron la solubilidad de distintos compuestos bioactivos mediante polimorfismo, control del pH y el empleo de cosolventes. El polimorfismo se refiere a las múltiples formas sólidas que puede adquirir una biomolécula en función de propiedades como la estructura cristalina.

En la cristalización de polimorfos específicos de moléculas bioactivas, llevada a cabo mediante distintos parámetros de solvente, se empleó tecnología de fluidos supercríticos. Supercrítico supone un estado en el cual una sustancia no presenta una fase líquida y gaseosa diferenciada a ciertas condiciones de temperatura y presión. Los científicos encontraron cristales que contienen polimorfos específicos utilizando dióxido de carbono supercrítico.

Además de la tecnología supercrítica, el equipo de BIOSOL empleó otras técnicas para mejorar la solubilidad. En particular, la cristalización de las moléculas de fármacos con otra especie molecular resultó ser muy eficaz. El análisis reveló una bioactividad y solubilidad mucho mejores respecto del fármaco puro.

El estudio de BIOSOL se dedicó a las termodinámicas de la solvatación de moléculas bioactivas prometedoras a través de métodos experimentales y matemáticos y química computacional. Desarrollaron métodos más eficientes para resolver ecuaciones integrales y optimizaron su modelo informático. En consecuencia, fueron capaces de predecir la energía libre de hidratación de diferentes moléculas bioactivas. Este modelo se amplió para describir el comportamiento de macromoléculas en diferentes disolventes en presencia de especies moleculares disueltas.

El modelo de BIOSOL demostró ser de utilidad para diseñar sistemas de excipientes de medicamentos así como para seleccionar los compuestos bioactivos más auspiciosos. Los resultados de la investigación contribuirán a aumentar la biodisponibilidad de los compuestos bioactivos auspiciosos que no resultaban de utilidad para tratamientos por su insolubilidad en fluidos biológicos.

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Palabras clave

Bioactivo, solvatación biomolecular, polimorfismo, dióxido de carbono supercrítico, modelo informático, sistema excipiente de medicamentos, biodisponibilidad
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