En farmacología , el término mecanismo de acción ( MOA ) se refiere a la bioquímica específica interacción a través del cual una droga sustancia 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 fármacos en función de la estructura química del fármaco, así como de la acción específica que se produce allí.
Los fármacos que no se unen a los receptores producen su correspondiente efecto terapéutico simplemente interactuando con las propiedades químicas o físicas del organismo. Ejemplos comunes de medicamentos que funcionan de esta manera son los antiácidos y laxantes . [2]
Por el contrario, un modo de acción (MoA) describe cambios funcionales o anatómicos, a nivel celular, que resultan de la exposición de un organismo vivo a una sustancia.
Importancia
Es importante dilucidar el mecanismo de acción de fármacos y medicamentos nuevos por varias razones:
- En el caso del desarrollo de fármacos antiinfecciosos , la información permite anticipar problemas relacionados con la seguridad clínica. Los fármacos que alteran la membrana citoplasmática o la cadena de transporte de electrones , por ejemplo, tienen más probabilidades de causar problemas de toxicidad que los que se dirigen a componentes de la pared celular ( peptidoglicano o β-glucanos ) o ribosoma 70S , estructuras que están ausentes en las células humanas. [4] [5]
- Al conocer la interacción entre un determinado sitio de un fármaco y un receptor, se pueden formular otros fármacos de manera que se replique 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 trastuzumab, un medicamento contra el cáncer de mama, se dirige a la proteína HER2 , por ejemplo, los tumores pueden examinarse para detectar la presencia de esta molécula para determinar si la 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 se pueden controlar en el paciente. La dosis de estatinas , por ejemplo, generalmente se determina midiendo los niveles de colesterol en sangre del paciente . [6]
- Permite que los medicamentos se combinen de tal manera que se reduzca la probabilidad de que surja resistencia a los medicamentos. Al conocer la estructura celular sobre la que actúa un fármaco antiinfeccioso o anticanceroso , es posible administrar un cóctel que inhibe múltiples dianas simultáneamente, reduciendo así el riesgo de que una sola mutación en el ADN microbiano o tumoral conduzca a la resistencia al fármaco y al fracaso del tratamiento. [4] [8] [9] [10]
- Puede permitir identificar otras indicaciones del fármaco. El descubrimiento de que sildenafilo inhibe la fosfodiesterasa-5 (PDE-5) proteínas, por ejemplo, activar esta droga para ser reutilizados para la hipertensión arterial pulmonar tratamiento, ya que la PDE-5 se expresa en pulmones hipertensos pulmonares. [11] [12]
Determinación
Métodos basados en microscopía
Los compuestos bioactivos inducen cambios fenotípicos en las células diana, cambios que son observables por 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 formación de células ovoides, formas pseudomulticelulares, hinchazón localizada, formación de protuberancias, ampollas y engrosamiento de peptidoglicanos. [4] En el caso de los agentes contra el cáncer , 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 el software de análisis de imágenes y microscopía automatizada 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 candidato a fármaco, se etiqueta y se rastrea por todo el cuerpo. [15] Este resulta ser el enfoque más directo para encontrar la proteína objetivo que se unirá a pequeños objetivos de interés, como una representación básica del esquema de un fármaco, con el fin de 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, la eficacia y el mecanismo de acción del fármaco.
Métodos de inferencia computacional
Normalmente, los métodos de inferencia computacional se utilizan principalmente para predecir dianas proteicas para fármacos de moléculas pequeñas basándose en el reconocimiento de patrones por ordenador. [15] Sin embargo, este método también podría utilizarse para encontrar nuevos objetivos para fármacos existentes o desarrollados recientemente. Al identificar el farmacóforo de la molécula de fármaco, se puede llevar a cabo el método de perfil de reconocimiento de patrones donde se identifica una nueva diana. [15] Esto proporciona una idea de un posible mecanismo de acción, ya que se sabe qué componentes funcionales del fármaco son responsables de interactuar 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 genética inversa y genómica , transcriptómica y proteómica , para identificar los posibles objetivos del compuesto de interés. [16] Los enfoques de genética inversa y genómica, por ejemplo, utilizan perturbaciones genéticas (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 pueden usarse para comparar con perfiles de compuestos con dianas conocidas. Gracias a la inferencia computacional, es posible formular hipótesis sobre el mecanismo de acción del compuesto, que posteriormente se pueden probar. [dieciséis]
Medicamentos con MOA conocido
Hay muchos fármacos en los que se conoce el mecanismo de acción. Un ejemplo es la aspirina.
Aspirina
El mecanismo de acción de la aspirina implica la inhibición irreversible de la enzima ciclooxigenasa ; [17] suprimiendo por tanto la producción de prostaglandinas y tromboxanos , reduciendo así el dolor y la inflamación. Este mecanismo de acción es específico de la aspirina y no es constante para todos los fármacos antiinflamatorios no esteroideos (AINE). Más bien, la aspirina es el único AINE que inhibe irreversiblemente la COX-1. [18]
Fármacos con MOA desconocido
Aún se desconocen algunos mecanismos de acción de los fármacos. Sin embargo, aunque se desconoce el mecanismo de acción de un determinado fármaco, el fármaco sigue funcionando; simplemente se desconoce o no está claro cómo el fármaco interactúa con los receptores y produce su efecto terapéutico.
- Acamprosato
- Antidepresivos
- Armodafinilo
- Cannabidiol
- Ciclobenzaprina
- Demeclociclina
- Fabomotizol
- Litio
- Meprobamato
- Metocarbamol
- Paracetamol
- Fenitoína
- PRL-8-53
- Metformina
- Talidomida
Modo de acción
En algunos artículos de la literatura, los términos mecanismo de acción y modo de acción (MoA) se usan indistintamente; normalmente se refiere 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, que resultan de la exposición de un organismo vivo a una sustancia. [19] Esto se diferencia 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 el modo de acción aparecerá con mayor frecuencia en el campo de la microbiología o en ciertos aspectos de la biología.
Ver también
- Modo de acción (MoA)
- Farmacodinámica
Referencias
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