Cribado de alto rendimiento (HTS)

Cribado de alto rendimiento en el descubrimiento de fármacos

¿Qué es el descubrimiento de fármacos?

Una vez que se ha identificado un fármaco objetivo (por ejemplo, una proteína asociada con una enfermedad en particular, identificada en estudios genéticos), el siguiente paso es identificar un fármaco para esa proteína (es decir, un compuesto que interfiere en el objetivo “in vivo” y que cura o alivia la enfermedad). Esta fase se llama descubrimiento de fármacos y, por lo general, dura entre 6 y 10 años.

El flujo de trabajo del descubrimiento de fármacos tiene como objetivo identificar un fármaco final contra un objetivo de miles de compuestos potenciales. Inicialmente, el descubrimiento de fármacos implica la identificación de compuestos prometedores que interactúan con el objetivo (coincidencias) de una biblioteca de cientos a miles de compuestos. La interacción de unión, que a menudo incluye la cinética de unión, de estas coincidencias se confirma y se desarrollan más para pasar a ser componentes prometedores. El paso final es desarrollar el componente prometedor en un fármaco mediante la mejora de propiedades como la estabilidad, la solubilidad o la unión.

¿Qué es el cribado de alto rendimiento en el descubrimiento de fármacos?

El cribado de alto rendimiento (HTS) es el flujo de trabajo experimental en el que se criba un gran número de compuestos para ciertos atributos de una manera (semi)automatizada. En el descubrimiento temprano de fármacos, el HTS se utiliza, a menudo, durante la identificación de coincidencias, por ejemplo, para cribar una biblioteca de moléculas pequeñas respecto de su interacción con un objetivo de fármaco. No hay una definición fija de cuántos compuestos se deben cribar para calificarlos como de alto rendimiento. Sin embargo, normalmente se utiliza el rango de 1000 a varios miles de compuestos.

El cribado de alto rendimiento de fármacos debería reducir significativamente la cantidad de compuestos que siguen en el flujo de trabajo, pero también tiene que identificar coincidencias de alta calidad (y evitar falsos positivos y falsos negativos). La confirmación de coincidencias y su desarrollo en componentes prometedores requiere mucho tiempo y dinero. Como consecuencia, los investigadores no quieren demasiadas coincidencias, pero tampoco quieren pasar por alto potenciales medicamentos con un HTS muy estricto.

Métodos de cribado de alto rendimiento

El flujo de trabajo del cribado temprano de fármacos se puede automatizar en diferentes niveles: El HTS en el descubrimiento de fármacos abarca desde la preparación de la muestra con dispositivos de manipulación de líquidos, a través de la medición en sí, hasta el análisis y la exportación del resultado.

Los dispositivos de manipulación de líquidos asumen la carga de trabajo de pipeteo necesaria para la preparación de la muestra (por ejemplo, transferencia, dilución, adiciones e incubación). Normalmente, las muestras se preparan en una placa multipocillo (96 pocillos o múltiplos de eso) y, luego, se transfieren al dispositivo que ejecutará y observará la medición (por ejemplo, la medición de la cinética de unión de la biblioteca de compuestos respecto del objetivo).

Según la escala y la aplicación, la transferencia de placas entre dispositivos se realiza con robots o manualmente. Las mediciones múltiples se pueden hacer en secuencia con uno o varios dispositivos. En última instancia, los datos generados a partir de las mediciones se deben analizar, y probablemente exportar e informar.

El sistema Creoptix WAVEsystem y el descubrimiento temprano de fármacos  

El sistema Creoptix WAVEsystem, basado en la tecnología de interferometría acoplada de rejilla (GCI, del inglés “Grating-Coupled Interferometry”), puede proporcionar datos de unión cinética durante el descubrimiento temprano de fármacos. Estos datos cinéticos, respecto de las tasas de asociación (ka) y disociación (kd), proporcionan más información que los datos sobre la afinidad por sí sola, ya que las interacciones con la misma afinidad pueden tener cinética muy diferente. Como tal, la obtención de datos sobre la unión cinética, en lugar de solo la afinidad, en una etapa temprana del descubrimiento de fármacos permite seleccionar mejor con qué coincidencias continuar.

El método waveRAPID® patentado de Creoptix puede obtener estos datos cinéticos más rápido que otros métodos, lo que aumenta el rendimiento y permite el cribado cinético. El rendimiento real dependerá de la aplicación. Por ejemplo, medir moléculas pequeñas con cinética rápida, por lo general, requiere menos tiempo que medir las interacciones más lentas que se encuentran normalmente con anticuerpos.

Además, waveRAPID® permite medir la cinética de unión de un solo pocillo, lo que elimina parte del proceso de preparación de la muestra (la serie de dilución).

Flujo de trabajo de cribado tradicional basado en afinidad en paralelo con el flujo de trabajo de cribado cinético waveRAPID®. El flujo de trabajo waveRAPID® incluye el sistema WAVEdelta, que permite un cribado sencillo y eficiente de fragmentos.

La importancia del cribado de alto rendimiento en el descubrimiento de fármacos

El HTS es fundamental para acelerar la investigación del descubrimiento de fármacos. La calidad de los datos creados durante el HTS, que usted utiliza para decidir con qué coincidencias continuar, determina el éxito de su proceso. Cuando realiza el HTS, evitar los falsos positivos y no excluir los falsos negativos es esencial: la cantidad de compuestos identificados por el HTS para su posterior desarrollo afecta el esfuerzo que se requiere para avanzar hacia el desarrollo de fármacos. La obtención de datos sobre la cinética de unión, en lugar de solo la afinidad, desde el principio le permite tomar decisiones más fundamentadas en el momento de identificar y desarrollar estas coincidencias.

WAVEsystem

WAVEsystem

Instrumentos bioanalíticos de última generación para el descubrimiento de fármacos y las ciencias biológicas, tanto para la investigación industrial como académica