Desarrollo de Programas de Química Médica y Química Biológica

Silvia Ortega Gutiérrez |  Contacto | Departamento:  Química Orgánica | Facultad: Ciencias Químicas

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Breve descripción

Nuestro laboratorio se especializa en el desarrollo de candidatos a fármacos y de sondas químicas para la validación e identificación de dianas terapéuticas aplicando estrategias de química médica, química biológica y quimioproteómica. Estas metodologías permiten diseñar y optimizar moléculas con potencial terapéutico, así como descubrir nuevas dianas biológicas y evaluar su relevancia en patologías. Su aplicación es clave en la industria farmacéutica y biotecnológica, ya que acelera el proceso de descubrimiento de fármacos y facilita el desarrollo de tratamientos más eficaces y selectivos para enfermedades que en la actualidad carecen de tratamiento adecuado.

¿Cómo funciona?

En función de las necesidades específicas del proyecto, tenemos la capacidad para desarrollar las siguientes actividades:

• Identificación de nuevas entidades moleculares (hits) para dianas terapéuticas de interés empleando diferentes metodologías tales como el screening de quimiotecas de nuestro laboratorio o comerciales, de fragmentos o fenotípico;
• Programas de optimización de hits en cuanto a eficacia, selectividad y propiedades farmacocinéticas, incluyendo síntesis, caracterización estructural (mediante ¹H y ¹³C-RMN, IR, HPLC-MS, etc.), evaluación biológica y determinación de propiedades ADME(T);
• Diseño y síntesis de PROTACs y sondas químicas funcionalizadas con etiquetas específicas (fluoróforos, grupos para química bioortogonal, marcaje de afinidad y fotoentrecruzamiento) para la visualización, identificación y validación de proteínas diana.

¿Qué problema resuelve?

La aplicación de estas metodologías permite identificar nuevas estrategias terapéuticas y acelerar el desarrollo de tratamientos innovadores en la industria farmacéutica y biotecnológica.

¿Qué productos futuros resultarán?

Producto inmediato:

• Síntesis de nuevas moléculas (a petición del cliente o desarrolladas por el laboratorio), incluyendo el planteamiento de las rutas sintéticas, puesta a punto de las reacciones, preparación y purificación de los productos deseados.
• Caracterización exhaustiva de moléculas de interés, a nivel estructural y de pureza; (iii) screening in vitro de compuestos: ensayos de unión, actividad enzimática, ELISA, citotoxicidad celular, movilización de calcio, niveles de expresión de proteínas.
• Estudio de propiedades ADME(T) y estudio farmacocinético (PK): solubilidad, estabilidad química, en suero y metabólica en microsomas hepáticos de diferentes especies, unión a albúmina (HSA) y proteínas plasmáticas (PPB), permeabilidad celular (PAMPA), niveles en plasma y cerebro (B/P), inhibición de citocromos (CYP), cardiotoxicidad (hERG); y (iv) perfiles proteómicos de selectividad. Los productos finales son moléculas bioactivas con potencial terapéutico y sondas químicas para la visualización de proteínas diana y la validación de nuevas estrategias farmacológicas.

Estos productos tienen aplicaciones clave en la industria farmacéutica y biotecnológica, ya que pueden utilizarse para:

• Priorización y desarrollo de nuevas moléculas candidatas para un posterior avance hacia fármaco.
• Identificación de dianas relevantes en enfermedades.
• Validación de dianas terapéuticas.

Ventajas competitivas frente a otras investigaciones

El trabajo realizado en nuestro grupo ha permitido la identificación de nuevas dianas de moléculas bioactivas (Chem. Eur. J. 2016, 22, 1313; Eur. J. Med. Chem. 2025, 283, 117102) y la visualización de receptores de serotonina y cannabinoides y otras proteínas de interés (Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 6896; J. Allergy Clin. Immunol. 2014, 133, 926; Bioconjugate Chem. 2018, 29, 2021; Bioconjugate Chem. 2018, 29, 382; Bioorg. Chem. 2024, 142, 106967).

Asimismo, nuestros programas de química médica han permitido la validación de las proteínas ICMT y NPM-1 como nuevas dianas terapéuticas para el tratamiento de la enfermedad rara de progeria y la leucemia mieloide aguda (LMA), respectivamente (Patentes PCT/ES2014/070071, WO2014/118418; EP21382868.4, WO2018/234232; J. Med. Chem. 2019, 62, 6035; ACS Cent. Sci. 2021, 7, 1300; JACS Au, 2024, 4, 1786) y el desarrollo de nuevos bioisósteros para diferentes indicaciones (Nat. Chem. 2025, doi: 10.1038/s41557-025-01746-7).

Estos resultados representativos resaltan el valor de las metodologías disponibles en nuestro laboratorio para el desarrollo de nuevos candidatos a fármacos y para la identificación y validación de dianas terapéuticas. 

¿Dónde se ha desarrollado?

Este trabajo se desarrolla en el Laboratorio de Química Médica (MedChemLab; www.quimicamedicaucm.es), en el Departamento de Química Orgánica de la Facultad de Ciencias Químicas de la UCM.

Entre las contribuciones más relevantes de los últimos 5 años cabe destacar la validación de la enzima ICMT en cáncer y progeria, de la proteína NPM-1 en LMA, el desarrollo, junto con Vivia Biotech, de un potente modulador alostérico del receptor GLP1 para el tratamiento de la diabetes tipo 2 así como las líneas actualmente en marcha relacionadas con el desarrollo de PROTACs y RIBOTACs y con la validación del receptor nuclear LRH-1 para el tratamiento de la diabetes de tipo 1.

Y además...

Se buscan socios de organizaciones públicas o privadas relacionadas con el sector de la industria farmacéutica y que estén interesados en el desarrollo de nuevos fármacos.