martes, 24 de junio de 2025

El CNIO busca acelerar el desarrollo de fármacos contra el cáncer a través de nanopartículas de proteínas

Proteínas sintéticas basadas en organismos marinos
Autor: Salvador Lechuga Lombos+IA

El CNIO ha anunciado la creación de un nuevo grupo de Diseño Biomolecular y Nanomedicina Estructural, liderado por Roger Castells‑Graells, con un objetivo doble: desarrollar nanopartículas de proteínas que sirvan tanto para detectar precozmente el cáncer como para acelerar el diseño de fármacos más eficaces y con menos efectos secundarios cnio.es+6cnio.es+6servimedia.es+6.

🧬 ¿Cómo funcionan estas nanopartículas?

  1. Diseño mediante inteligencia artificial: el equipo utiliza IA para crear “proteínas sintéticas” con formas específicas, simulando proteínas naturales pero con funciones programadas lavanguardia.com+2cnio.es+2gacetamedica.com+2.

  2. Marcas visuales en proteínas: actúan como etiquetas para localizar proteínas muy pequeñas en tejidos u órganos, ayudando a detectarlas antes de que un tumor se manifieste clínicamente lavanguardia.com+3gacetamedica.com+3infosalus.com+3.

  3. Estimulación del desarrollo farmacológico: ya han testado una nanopartícula que se adhiere a KRAS —presente en el 25 % de los cánceres— y permite entender dónde se une un fármaco, acelerando el proceso desde años a semanas es.wikipedia.org+9gacetamedica.com+9lavanguardia.com+9.

🏥 Composición del equipo e integración en el CNIO

  • El grupo incluye a Castells‑Graells (veterano de UCLA), junto a Laura Pérez‑Chirinos y Pablo San Segundo, todos incorporados mediante el programa “Construyendo la Generación IA” de la iniciativa Generación D de Red.es servimedia.es+4cnio.es+4gacetamedica.com+4.

  • La estrategia combina computación, biología estructural y validación experimental en laboratorio lavanguardia.com+3cnio.es+3infosalus.com+3.

🎯 Impacto potencial

📌 Contexto y relevancia

Esta iniciativa se alinea con otras líneas contemporáneas que exploran nanopartículas para oncología —como el proyecto ROMEO liderado en Zaragoza—, aunque el CNIO apuesta por usar proteínas sintéticas como base, combinando IA, visualización molecular y desarrollo de fármacos infosalus.com+4cadenaser.com+4cnio.es+4.

🔜 Próximos pasos y perspectiva

  • El equipo prevé aplicar sus nanopartículas en células vivas y muestras de pacientes, avanzando hacia aplicaciones clínicas infosalus.com.

  • Esta investigación se enmarca en una visión más amplia de transformación digital e IA en salud, respaldada por fondos europeos Next Gen y programas nacionales .

En resumen, este nuevo grupo del CNIO representa una estrategia pionera en España: combinar IA, proteínas sintéticas y nanomedicina para detectar el cáncer más pronto y acelerar las terapias. Es una apuesta significativa que, de prosperar, podría traducirse en diagnósticos más tempranos y tratamientos personalizados más rápidos.


Aplicaciones mediante organismos marinos:

Podría haber proteínas que luego se pudieran desarrollar sintetícamente para estos fármacos en organismos marinos. Los organismos marinos representan una fuente inmensa y poco explorada de proteínas y compuestos bioactivos con potencial terapéutico, incluidos candidatos para desarrollar fármacos contra el cáncer.

🌊 ¿Por qué los organismos marinos?

  1. Gran diversidad bioquímica: especies como esponjas, moluscos, cnidarios, algas, bacterias marinas y microorganismos extremófilos producen proteínas y compuestos únicos, resultado de millones de años de evolución en condiciones extremas.

  2. Propiedades terapéuticas naturales: muchos de estos compuestos tienen efectos citotóxicos selectivos contra células tumorales, inmunomoduladores o inhibidores de proteínas clave en cáncer (como KRAS, p53, etc.).

  3. Moléculas ya aprobadas o en ensayos:

    • Trabectedina (de la ascidia marina Ecteinascidia turbinata), aprobado para el tratamiento del sarcoma de tejidos blandos.

    • Brentuximab vedotin (basado en dolastatina 10, aislada de un nudibranquio marino), para linfoma de Hodgkin.

🔬 ¿Cómo se podrían usar estas proteínas en el contexto del CNIO?

  1. Descubrimiento y mapeo estructural: proteínas marinas con propiedades antitumorales podrían caracterizarse estructuralmente y optimizarse mediante inteligencia artificial para ser más estables y dirigidas.

  2. Síntesis artificial: muchas proteínas marinas son difíciles de extraer o escasas; el diseño sintético (como propone el CNIO) permite reproducir su actividad sin depender del ecosistema natural.

  3. Función como nanopartículas o "transportadoras": algunas proteínas marinas pueden servir como vehículos inteligentes para llevar fármacos directamente a las células tumorales.

🧪 Potencial futuro

  • Ingeniería inversa con IA: partir de una proteína marina natural → simular su estructura y función → rediseñarla para maximizar su eficacia, minimizar su toxicidad y facilitar su producción.

  • Fusión con proteínas sintéticas del CNIO: crear híbridos bioinspirados que combinen estabilidad artificial con bioactividad natural.

✅ Conclusión

Sí, los organismos marinos son una fuente prometedora de proteínas que pueden inspirar o ser base para fármacos anticáncer. Si se combina esta biodiversidad con la nanomedicina estructural y la IA del CNIO, se abre una vía muy poderosa para acelerar tratamientos de nueva generación, sostenibles y altamente eficaces.


🌊🧬 Proyecto I+D: "Oceanomics-Cancer"

Título completo: Exploración de proteínas bioactivas marinas para el desarrollo de nanopartículas terapéuticas y diagnóstico precoz del cáncer mediante diseño biomolecular asistido por IA

🎯 Objetivos generales

  1. Identificar y caracterizar proteínas de organismos marinos con potencial antitumoral.

  2. Simular y rediseñar estas proteínas mediante IA para crear nanopartículas terapéuticas y de diagnóstico.

  3. Integrar estas proteínas rediseñadas en estrategias de nanomedicina estructural aplicadas al cáncer (detección y tratamiento).

  4. Establecer un pipeline sostenible de investigación → síntesis → validación preclínica.

🔍 Fases del proyecto

Fase 1: Bioprospección marina

  • Recogida de muestras de esponjas, algas, cnidarios, moluscos, bacterias y microalgas de zonas ricas (Ártico, Atlántico profundo, arrecifes, fuentes hidrotermales).

  • Secuenciación genómica y proteómica de especies seleccionadas.

  • Identificación de proteínas con propiedades antitumorales o afines (citotoxicidad selectiva, inhibición de KRAS, VEGF, p53, etc.).

Fase 2: Caracterización estructural y simulación por IA

  • Análisis de la estructura 3D mediante cryo-EM, RMN y predicción por IA (AlphaFold, Rosetta).

  • Simulación computacional para rediseñar proteínas:

    • Mayor estabilidad.

    • Menor inmunogenicidad.

    • Unión selectiva a células tumorales.

Fase 3: Síntesis y desarrollo de nanopartículas

  • Producción recombinante de proteínas rediseñadas.

  • Ensamblaje de nanopartículas funcionalizadas:

    • Para diagnóstico (ej. fluorescencia o marcadores magnéticos).

    • Para tratamiento (carga de fármacos o inhibidores proteicos).

  • Ensayos de interacción con receptores tumorales (KRAS, HER2, etc.).

Fase 4: Validación preclínica

  • Cultivos celulares y modelos animales.

  • Evaluación de eficacia, toxicidad, selectividad y farmacocinética.

  • Comparación con proteínas naturales y tratamientos actuales.

Fase 5: Transferencia y escalado

  • Patentes, escalado de producción, integración en programas de oncología molecular.

  • Colaboración con farmacéuticas e institutos como CNIO, EMBL, y universidades marinas.

🧠 Tecnologías clave

  • Inteligencia artificial aplicada a diseño de proteínas.

  • Bioinformática marina y minería de datos genómicos.

  • Cryo-EM y microscopía molecular.

  • Ingeniería de nanopartículas.

  • Ensayos de screening automatizado.

🤝 Colaboradores potenciales

  • CNIO (Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas) – diseño y validación.

  • IEO (Instituto Español de Oceanografía) – bioprospección.

  • ICIQ / CSIC – química computacional y síntesis.

  • Startups biofarmacéuticas – escalado y transferencia.

  • Red.es / Generación D – financiación y digitalización.

  • Apoyo europeo (Horizonte Europa / Next Generation EU).

🧭 Impacto esperado

  • Nuevos candidatos terapéuticos contra cánceres de alta letalidad (páncreas, pulmón, mama).

  • Nanopartículas de diagnóstico más precisas y biocompatibles.

  • Plataforma de proteínas marinas sintéticas como base modular para futuras terapias.

  • Fortalecimiento de la biotecnología azul (Blue BioTech) en España y Europa.

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