Cálculos metadinámicos para el análisis de antineoplásicos
Las proteínas quinasas (PK) son elementos clave en la señalización celular y regulan procesos como la proliferación, la diferenciación y la movilidad celular. Su transición entre el estado activo e inactivo está sometida a un control exhaustivo. Las mutaciones en PK pueden bloquear estas proteínas en su estado activo. Este fenómeno se observa en muchos tipos de cáncer. La B-Raf es una PK que forma parte de la vía de señalización RAS-RAF-MEK. Esta proteína se encuentra mutada en el 8 % de los cánceres y en el 80 % de los melanomas se observa la mutación V600E responsable de su activación. Los fármacos vemurafenib y dabrafenib se han empleado con éxito para inhibir las B-Raf con V600E. Sin embargo, algunos de los pacientes que reciben este tratamiento desarrollan tumores secundarios con B-Raf natural como resultado de la transactivación mediante un mecanismo dependiente de la formación del dímero. La B-Raf natural necesita formar un dímero para su activación y, en estudios anteriores, se ha confirmado que los inhibidores de esta proteína producen una activación paradójica mediante la unión al monómero natural. La finalidad del proyecto financiado con fondos europeos KIBINDING (Improving the selectivity of kinase inhibitors: characterizing binding mechanisms of inhibitors targeting inactive states and allosteric sites) fue determinar el efecto de la mutación V600E sobre la conformación del monómero de B-Raf y el mecanismo de transactivación a escala molecular. Para ello, se realizaron simulaciones de dinámicas moleculares (DM) por ordenador y se empleó una técnica de muestreo puntera denominada metadinámica de temperatura en paralelo (parallel-tempering metadynamics, PT-metaD). La aplicación de DM/PT-metaD para calcular la energía superficial (ES) de los monómeros de B-Raf natural y mutante mostró que la mutación estabilizaba al mutante en su estado activo. La ES reveló también que la mutación incrementaba la barrera para la transición al estado inactivo y bloqueaba la PK en su estado activo. La molécula natural intermedia entre el estado activo e inactivo podría constituir una diana para el diseño de inhibidores en tratamientos anticancerosos. Se realizaron técnicas de DM en dímeros naturales, dímeros con la mutación V600E y dímeros naturales con un inhibidor en uno de los sitios activos. Además, se llevaron a cabo análisis de los elementos y las redes elásticas a fin de identificar residuos implicados en la comunicación alostérica en el dímero. Los resultados obtenidos contribuirán a evaluar el efecto de la mutación sobre la formación del dímero. Dado que muchas mutaciones oncógenas causan un cambio en la conformación activa de la PK, el desarrollo de inhibidores de este estado podría resultar clave para los tratamientos anticancerígenos. Los análisis con DM/PT-metaD permiten investigar los mecanismos de unión de los inhibidores dirigidos a la conformación inactiva y sitios alostéricos.
Palabras clave
Cálculos metadinámicos, antineoplásico, inhibidor, proteína quinasa, B-Raf, KIBINDING, energía superficial
