Interacción bioquímica mediante la cual un fármaco produce su efecto farmacológico.
Los betabloqueantes ejercen su efecto farmacológico, disminución de la frecuencia cardíaca, al unirse y antagonizar competitivamente un tipo de receptor llamado betaadrenérgicos . [1]
En farmacología , el término mecanismo de acción ( MOA ) se refiere a la interacción bioquímica específica a través de la cual una sustancia farmacológica produce su efecto farmacológico . [2] Un mecanismo de acción generalmente incluye la mención de los objetivos moleculares específicos a los que se une el fármaco, como una enzima o un receptor . [3] Los sitios receptores tienen afinidades específicas por los medicamentos según la estructura química del medicamento, así como la acción específica que ocurre allí.
Los fármacos que no se unen a los receptores producen su correspondiente efecto terapéutico simplemente interactuando con propiedades químicas o físicas del cuerpo. Ejemplos comunes de medicamentos que funcionan de esta manera son los antiácidos y los laxantes . [2]
Por el contrario, un modo de acción (MoA) describe cambios funcionales o anatómicos, a nivel celular, resultantes de la exposición de un organismo vivo a una sustancia.
Importancia
Es importante dilucidar el mecanismo de acción de nuevos fármacos y medicamentos por varias razones:
Al conocer la interacción entre un determinado sitio de un fármaco y un receptor, se pueden formular otros fármacos de manera que repliquen esta interacción, produciendo así los mismos efectos terapéuticos. De hecho, este método se utiliza para crear nuevos fármacos.
Puede ayudar a identificar qué pacientes tienen más probabilidades de responder al tratamiento. Debido a que se sabe que el medicamento contra el cáncer de mama trastuzumab se dirige a la proteína HER2 , por ejemplo, se pueden detectar tumores para detectar la presencia de esta molécula para determinar si el paciente se beneficiará o no de la terapia con trastuzumab. [6] [7]
Puede permitir una mejor dosificación porque los efectos del fármaco en la vía diana pueden controlarse en el paciente. La dosis de estatinas , por ejemplo, generalmente se determina midiendo los niveles de colesterol en sangre del paciente . [6]
Puede permitir identificar otras indicaciones del fármaco. El descubrimiento de que el sildenafil inhibe las proteínas fosfodiesterasa-5 (PDE-5) , por ejemplo, permitió reutilizar este fármaco para el tratamiento de la hipertensión arterial pulmonar , ya que la PDE-5 se expresa en los pulmones con hipertensión pulmonar. [11] [12]
Determinación
Métodos basados en microscopía.
La filamentación (arriba a la derecha) puede indicar que un agente antibacteriano se dirige a PBP3, FtsZ o ADN. [4]
Los compuestos bioactivos inducen cambios fenotípicos en las células diana, cambios que son observables mediante microscopía y que pueden dar una idea del mecanismo de acción del compuesto. [13]
Con agentes antibacterianos , la conversión de células diana en esferoplastos puede ser una indicación de que se está inhibiendo la síntesis de peptidoglicano , y la filamentación de las células diana puede ser una indicación de que se está inhibiendo la síntesis de PBP 3, FtsZ o ADN . Otros cambios inducidos por agentes antibacterianos incluyen la formación de células ovoides, formas pseudomulticelulares, hinchazón localizada, formación de bultos, ampollas y engrosamiento de peptidoglicano. [4] En el caso de los agentes anticancerígenos , la formación de ampollas puede ser una indicación de que el compuesto está alterando la membrana plasmática . [14]
Una limitación actual de este enfoque es el tiempo necesario para generar e interpretar datos manualmente, pero los avances en la microscopía automatizada y el software de análisis de imágenes pueden ayudar a resolver esto. [4] [13]
Métodos bioquímicos directos.
Los métodos bioquímicos directos incluyen métodos en los que una proteína o una molécula pequeña, como un fármaco candidato, se etiqueta y se rastrea por todo el cuerpo. [15] Este demuestra ser el enfoque más directo para encontrar una proteína diana que se una a pequeños objetivos de interés, como una representación básica del esquema de un fármaco, para identificar el farmacóforo del fármaco. Debido a las interacciones físicas entre la molécula marcada y una proteína, se pueden utilizar métodos bioquímicos para determinar la toxicidad, eficacia y mecanismo de acción del fármaco.
Métodos de inferencia computacional.
Normalmente, los métodos de inferencia informática se utilizan principalmente para predecir dianas proteicas para fármacos de molécula pequeña basándose en el reconocimiento de patrones por computadora. [15] Sin embargo, este método también podría usarse para encontrar nuevos objetivos para medicamentos existentes o recientemente desarrollados. Al identificar el farmacóforo de la molécula del fármaco, se puede llevar a cabo el método de reconocimiento de patrones donde se identifica un nuevo objetivo. [15] Esto proporciona una idea de un posible mecanismo de acción, ya que se sabe de qué son responsables ciertos componentes funcionales del fármaco cuando interactúan con un área determinada de una proteína, lo que conduce a un efecto terapéutico.
Métodos basados en ómicas
Los métodos basados en ómicas utilizan tecnologías ómicas, como quimioproteómica , genética y genómica inversa , transcriptómica y proteómica , para identificar los objetivos potenciales del compuesto de interés. [16] Los enfoques de genética inversa y genómica, por ejemplo, utilizan la perturbación genética (por ejemplo, CRISPR - Cas9 o ARNip ) en combinación con el compuesto para identificar genes cuya desactivación o desactivación anula el efecto farmacológico del compuesto. Por otro lado, los perfiles transcriptómicos y proteómicos del compuesto se pueden utilizar para comparar con perfiles de compuestos con objetivos conocidos. Gracias a la inferencia informática, es posible formular hipótesis sobre el mecanismo de acción del compuesto, que posteriormente pueden comprobarse. [dieciséis]
Medicamentos con MOA conocido
Hay muchos fármacos cuyo mecanismo de acción se conoce. Un ejemplo es la aspirina.
Algunos mecanismos de acción de los fármacos aún se desconocen. Sin embargo, aunque se desconoce el mecanismo de acción de un determinado fármaco, éste sigue funcionando; simplemente se desconoce o no está claro cómo el fármaco interactúa con los receptores y produce su efecto terapéutico.
En algunos artículos literarios, los términos "mecanismo de acción" y " modo de acción " se utilizan indistintamente, refiriéndose típicamente a la forma en que el fármaco interactúa y produce un efecto médico. Sin embargo, en realidad, un modo de acción describe cambios funcionales o anatómicos, a nivel celular, resultantes de la exposición de un organismo vivo a una sustancia. [19] Esto difiere de un mecanismo de acción ya que es un término más específico que se centra en la interacción entre el fármaco en sí y una enzima o receptor y su forma particular de interacción, ya sea a través de inhibición , activación , agonismo o antagonismo . Además, el término "mecanismo de acción" es el término principal que se utiliza principalmente en farmacología, mientras que "modo de acción" aparecerá con mayor frecuencia en el campo de la microbiología o ciertos aspectos de la biología.
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