Cando unha regra, unha balanza e un reloxo non son suficientes

Ángel Piñeiro

Nacido en Santiago de Compostela en 1973. Realizou o seu licenciatura en Física e a súa doctorado en Física Aplicada na Universidade Compostelana. Foi Profesor Asociado durante 6 anos na Facultade de Química da Universidade Nacional Autónoma de México. Realizou un postdoctorado na Universidade de Groningen e foi investigador visitante na Universidade de Southampton e no Instituto Laue-Langevin (Grenoble). É autor de numerosas publicacións internacionais dedicadas principalmente ao desenvolvemento de modelos e simulación computacional de interaccións entre moléculas. É tamén socio fundador de las spin-off da USC “Sofware 4 Science Developments S. L.” e “MDUSe Innovations S.L.”.Actualmente é Profesor do Departamento de Física Aplicada da USC e colabora activamente con las spin-off das cales é promotor. Afeccionado ás novas tecnoloxías, á ciencia ficción e ao running.

Moleculas


Se che preguntan canto pesas, canto mides ou canto dura un determinado evento, seguro que sabes como pescudar a resposta. É fácil comparar a túa altura co número de centímetros que tes que poñer xuntos para equiparala, da mesma maneira que é sinxelo determinar o número de pesas de 1 kg que hai que colocar nunha balanza para equilibrar a túa masa


Tamén se pode contar o número de voltas que dá a agulla dun reloxo mentres ten lugar o evento cuxa duración queremos determinar. Todo se basea en comparar a magnitude que se quere medir con aquela que utilizamos como referencia. Lonxitudes, masas e tempos pódense medir de maneira directa


Hai outras magnitudes que non se poden medir de maneira tan sinxela: Como mides a velocidade á que se move un obxecto? Non é posible medila simplemente por comparación con outra velocidade. A maneira máis directa de medir a velocidade dun obxecto, imos obviar aquí métodos baseados no efecto Doppler, consiste en dividir a distancia que percorre ese obxecto entre o tempo que tarda en percorrela. Entón, para medir unha velocidade, en realidade fai falta medir unha distancia e un tempo e posteriormente aplicar unha fórmula matemática. Outro caso similar é o da densidade. Non é posible realizar unha medida desta magnitude por comparación directa. Para determinar a densidade dun corpo é necesario medir a súa masa e o seu volume e despois dividir ambas as cantidades. Poderiamos seguir así con multitude de magnitudes físicas como a cantidade de calor que é capaz de absorber un material sen quentarse significativamente (capacidade calorífica), a deformación que experimenta o mesmo material cando se somete a unha determinada forza (elasticidade) ou a potencia que consome un electrodoméstico. 


Ás magnitudes que se poden medir por simple comparación cun patrón chámaselles medidas directas e ás que requiren unha expresión matemática que relacione magnitudes directas para dar un valor numérico denomínanse magnitudes indirectas. Todas elas pódense avaliar de maneira máis ou menos enxeñosa pero hai outras magnitudes moito máis difíciles de cuantificar que son tan importantes como para xerar negocios de moitos miles de millóns de euros, ademais dun enorme impacto social. Trátase de propiedades de moléculas por exemplo a capacidade que teñen para interactuar entre elas, a súa estabilidade estrutural ou a súa tendencia a autoagregarse. 


Existen moitísimas enfermidades relacionadas co mal funcionamento de proteínas e é posible propoñer tratamentos que corrixan estes erros a través da introdución de moléculas (principios activos de fármacos) que interactúen con elas. Poñamos o caso clásico no que identificamos que unha enfermidade está directamente relacionada coa presenza dunha proteína. É posible propoñer un tratamento para esa enfermidade deseñando unha molécula que se pegue a esa proteína impedindo a súa función. Que características debe ter esta molécula? Ademais de anular a función da proteína que se presenta como obxectivo, debe ser capaz de recoñecela entre as decenas de miles de proteínas presentes no organismo para evitar ou minimizar a probabilidade de efectos secundarios (debe ser moi específica) e ademais debe ter unha afinidade moi grande cara a ela (debe recoñecela e unírselle a concentracións moi baixas)


Propiedades adicionais desta interacción por exemplo o tempo durante o cal se mantén unha vez que se estableceu, tamén son críticas para o deseño dun fármaco. Outras industrias químicas, por exemplo a industria téxtil, de cosméticos, de alimentos ou de disolventes e pinturas tamén basean os seus produtos en interaccións entre moléculas. 


Unha vez que aceptamos a importancia de realizar estas medidas hai que buscar maneiras de levalas a cabo xa que o impacto social e económico de xerar un novo fármaco, produto químico ou material funcional pode ser enorme. Como non é posible medir estas propiedades cunha regra, unha balanza ou un reloxo, é necesario buscar outros métodos.


A empresa 'Software 4 Science Developments', spin off da Universidade de Santiago de Compostela constituída en novembro de 2013, desenvolveu o software AFFINImeter xusto para resolver este problema e conta entre os seus clientes a numerosos grupos académicos ademais de varias das principais empresas farmacéuticas a nivel mundial. O seu equipo desenvolveu unha plataforma informática para medir magnitudes características de interaccións entre moléculas que non é posible cuantificar doutra maneira


O software AFFINImeter aliméntase de medidas realizadas en laboratorios de investigación, analiza cos seus algoritmos estas medidas e devolve como resultado a información específica que os investigadores necesitan para valorar a utilidade das moléculas coas que están a traballar. As medidas coas que se alimenta o software non son distancias, masas ou tempos senón perfís de voltaxes en función do tempo ou de concentracións de moléculas, intensidades de absorción ou emisión de certa lonxitude de onda nun espectro, un cambio de frecuencia ou o intercambio de calor posta en xogo ao mesturar as moléculas que se estudan. 


As ecuacións involucradas nos cálculos tampouco son tan sinxelas como un cociente entre unha distancia e un tempo ou entre unha masa e un volume senón sistemas de ecuacións non lineais que necesitan de cálculos numéricos para a súa resolución. O equipo de AFFINImeter colabora activamente con MestreLab, outra empresa galega con orixe na Universidade Compostelá e recoñecida a nivel mundial por ser os principais desarrolladores de software destinado á análise de espectros de resonancia magnética nuclear (RMN). Ambas as empresas desenvolven e validan novos modelos teóricos, así como o software que aplica estes modelos, para resolver problemas relacionados coa caracterización de estruturas moleculares e de interacción entre moléculas. Estas empresas fan posible cuantificar propiedades que sen o software que eles desenvolven non é posible avaliar e desta maneira contribúen de maneira significativa ao desenvolvemento de novos produtos químicos. En definitiva, desenvolven métodos para poñer números a propiedades que non se poden medir cunha regra, unha balanza ou un reloxo…

Sen comentarios

Escribe o teu comentario




Non está permitido verter comentarios contrarios á lei. Nos reservamos o dereito a eliminar os comentarios que consideremos fora de tema.

Máis opinión
Opinadores

Galiciapress
Praza da Quintana, 3; 15704 Santiago de Compostela
Tlf (34)678803735

redaccion@galiciapress.es o direccion@galiciapress.es
RESERVADOS TODOS OS DEREITOS. EDITADO POR POMBA PRESS,S.L.
Aviso legal Cookies Consello editorial Publicidade
Powered by Bigpress