Modelo biofísico para la estimación de las frecuencias naturales de una cápside viral

Abstract

Los fármacos actualmente disponibles para el tratamiento de infecciones virales presentan las siguientes limitaciones: i) la dependencia del fármaco al metabolismo y el estado del sistema inmune del paciente, ii) la ineficacia del fármaco ante cepas mutadas del virus para el cual fue diseñado, y iii) la selectividad imperfecta del fármaco, lo cual puede ocasionar efectos secundarios indeseados en el paciente. Es evidente la necesidad de un método novedoso que se sobreponga a las limitaciones de los tratamientos antivirales basados en fármacos. En años recientes, se han llevado a cabo investigaciones teóricas para la estimación de las frecuencias naturales más bajas de las cápsides de una gran variedad de agentes virales. Estos estudios giran en torno a la idea de lograr, experimentalmente, acceder a los modos de resonancia de cápsides virales previamente caracterizadas mediante el uso de modelos físicos, con el fin de inducir desplazamientos atómicos en sus estructuras, con suficiente amplitud como para lograr el rompimiento de enlaces intermoleculares, desensamblando así las cápsides virales e inactivando los virus. Estudios experimentales basados en resultados teóricos han verificado la factibilidad de la inactivación viral inducida por medio de resonancia mecánica, lo cual es un método novedoso que podría sobreponerse a las limitaciones principales de los tratamientos antivirales convencionales. Investigaciones en biofísica computacional centradas en la estimación del espectro de bajas frecuencias de cápsides virales, le otorga a Colombia empoderamiento sobre la aplicación novedosa del conocimiento y técnicas de vanguardia para el tratamiento de infecciones virales, además de otro tipo de posibles aplicaciones técnicas y teóricas, como la esterilización de bancos de sangre o el análisis de los cambios conformacionales de una biomolécula. La investigación es teórica, enmarcada en el campo de la biofísica computacional. Se lleva a cabo en cuatro etapas: i) especificación de un virus de referencia, ii) identificación del modelo físico idóneo para la representación de la cápside del virus especificado y la estimación de su espectro de bajas frecuencias, iii) selección de software adecuado para el desarrollo del modelo y iv) la implementación del modelo biofísico. Se llevan a cabo extensas revisiones bibliográficas y se emplea software disponible para el análisis y la visualización de moléculas biológicas. El resultado esperado del proyecto es el espectro estimado de bajas frecuencias de la cápside viral especificada, obtenido a partir de una herramienta computacional desarrollada durante la investigación. Este resultado es un primer acercamiento al análisis de modos normales de cápsides virales, será útil en la creación y continuación de una línea investigativa enfocada en tratamientos antivirales basados en métodos físicos que se sobreponen a las limitaciones principales de los tratamientos farmacológicos.