#VozBiotech | Biotecnología y Drug Discovery: acelerando la búsqueda de tratamientos innovadores

La biotecnología en su más amplia concepción está reconocida en nuestros días como una de las disciplinas tecnológicas que mayor relevancia ha tenido en el avance de la biomedicina, dado su impacto en proponer nuevas soluciones y tratamientos para dar respuesta a los más diversos problemas en salud, así como en posibilitar el desarrollo de una nueva medicina de precisión.

Una de las imágenes más recientes en la memoria colectiva de nuestra sociedad está relacionada con el impacto que ha tenido la biotecnología en la rápida capacidad de respuesta al Covid-19 gracias entre otros a la disponibilidad de técnicas de detección del virus mediante PCR o el desarrollo de vacunas basadas en mRNA recombinante. Dichas tecnologías cuya validación y grado de madurez solo han sido posibles gracias a su extenso desarrollo previo, han permitido dar respuesta en el mas corto plazo a las necesidades diagnósticas y terapéuticas más acuciantes.

Aunque la biotecnología está presente en una amplia mayoría de actividades que desarrollamos diariamente, donde más relevancia o visibilidad esta adquiriendo actualmente es en el campo de la biomedicina y el desarrollo de nuevos tratamientos innovadores. En la última década hemos contemplado el aumento exponencial en la aplicación de herramientas biotecnológicas en el descubrimiento de nuevos fármacos y terapias innovadoras, y en el desarrollo de una amplia diversidad nuevos productos biotecnológicos dando respuesta así a un gran número de necesidades terapéuticas en salud. El grado de madurez y cambio de paradigma que observamos actualmente es simplemente el resultado de décadas de investigación y avances tecnológicos en una diversidad de disciplinas que han permitido disponer de las herramientas que hoy nos permiten avanzar a pasos de gigante en el desarrollo y validación de nuevas aproximaciones terapéuticas y diagnósticas para el tratamiento de enfermedades que habrían sido inimaginables hace unas décadas. Dentro de estos avances podemos mencionar la revolución en campos como el cáncer donde se han incorporado herramientas y enfoques innovadores en inmunoterapia, la consolidación de la terapia génica, la implementación de la biopsia líquida y el desarrollo de biomarcadores específicos, elementos esenciales para una medicina personalizada, o la incorporación de la nanotecnología como parte de la amplia diversidad de herramientas a que se están incorporando en las nuevas propuestas terapéuticas.

El desarrollo de las herramientas ómicas como la genómica y la proteómica han sido determinantes para generar la información en la escala necesaria para poder avanzar en el conocimiento de las bases moleculares de los diferentes procesos celulares, posibilitando el descubrimiento y validación de nuevas dianas farmacológicas (DOI: 10.1016/bs.apha.2025.01.003; DOI: 10.1016/j.chembiol.2024.02.015) y la caracterización de nuevos biomarcadores. 

El desarrollo de terapias de precisión como las dirigidas específicamente a células tumorales están suponiendo una revolución en el tratamiento del cáncer, minimizando el impacto de los efectos indeseados sobre la salud del paciente. Similares aproximaciones en el conocimiento de las bases moleculares de las enfermedades están permitiendo importantes avances en enfermedades cardiometabolicas y neurodegenerativas entre otras.

Gran parte de este progreso ha sido posible igualmente gracias a los avances en la investigación en células madres y la edición génica mediante CRISPR-Cas que han permitido en desarrollo de modelos personalizados a partir de células primarias del paciente como punto de partida para la búsqueda de soluciones terapéuticas de precisión (DOI: 10.1038/s41573-024-01086-0), así como modelos celulares enfocados en la investigación de nuevas dianas y su incorporación en los programas de descubrimiento de las diferentes modalidades nuevos fármacos (DOI: 10.1186/s40246-020-00276-2; DOI: 10.1016/j.drudis.2018.01.014).

Los modelos de cribado 3D con esferoides se están imponiendo en el cribado fenotípico acoplados a sistemas de análisis de imagen predictivos y desarrollos de inteligencia artificial que permitan predecir el modo de acción de las oléculas (DOI: 10.1007/s12015-024-10800-9). A su vez e reciente desarrollo de modelos de organoides 3D derivados de células madre o de células primarias y asociados a sistemas de microfluidica  que mimeticen los tejidos humanos están emergiendo exponencialmente para la validación de nuevos agentes terapéuticos, y están permitiendo no solo una reducción en el ensayo con animales en etapas preclínicas tempranas, sino también poder garantizar una mejor traslación a la clínica (DOI: 10.1007/s44164-025-00086-7).

La farmacología computacional ha supuesto un cambio de paradigma en los programas de descubrimiento y desarrollo de nuevos fármacos en la industria biofarmacéutica, permitiendo acelerar y abaratar el coste de los mismos en las etapas más tempranas, mediante el uso de modelos virtuales que reduzcan el tiempo y extensión de los programas de cribado experimentales que previamente requerían el estudio de librerías de millones de compuestos. Los algoritmos computacionales y las herramientas de “machine learning” permiten predecir y modelar la interacción de las moléculas con sus dianas farmacológicas. Herramientas de inteligencia artificial como AlphaFold (https://doi.org/10.1038/s41586-024-07487-w) han democratizado el acceso a modelos computacionales para la predicción de la estructura de las proteínas, permitiendo modelizar todo tipo de interacciones de biomoléculas con proteínas hasta ahora no consideradas como dianas farmacológicas. Este modelado virtual va más allá de la interacción con pequeñas moléculas de síntesis, permitiendo predicciones para una amplia diversidad de modalidades con moléculas de mayor tamaño que abarcan desde péptidos, oligonucleótidos sintéticos, ARNs de interferencia, a anticuerpos bifuncionales, o su uso con otras modalidades como son el procesamiento de proteínas diana (PROTACs), las interacciones con proteínas (molecular glues),  o desarrollo de nuevos conjugados  en nanotecnología (DOI: 10.1038/s41573-024-00943-2; DOI: 10.1016/j.copbio.2023.103050).

La biotecnología está implantada actualmente en todas las áreas de la biomedicina y ofrece un conjunto de tecnologías en la frontera del conocimiento que están permitiendo implementar cambios radicales en nuestra respuesta a las necesidades en salud y han revolucionado el descubrimiento y desarrollo de los nuevos tratamientos innovadores.