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Un equipo del Instituto de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM) de la Universitat Politècnica de València (UPV) y de la Universidad de Oxford ha desarrollado un nuevo software que, entre otras muchas aplicaciones, facilita el diseño de cajas moleculares para la encapsulación de fármacos.

Denominado CageCavityCalc -C3- este software permite en concreto calcular de forma automatizada y visualizar el tamaño de la cavidad de cajas moleculares utilizadas en aplicaciones biológicas y que se emplean, por ejemplo, para la administración de fármacos anticancerígenos. El trabajo fue portada del Journal of Chemical Information and Modeling el pasado mes de julio.

“El software CageCavityCalc usa un algoritmo novedoso que permite el cálculo del tamaño de la cavidad de cajas moleculares y de propiedades como la hidrofobicidad y el potencial electrostático, lo que proporciona información clave para optimizar el diseño de la caja molecular que albergan los fármacos, para su posterior liberación en el organismo de la forma más eficiente posible”, explica Vicente Martí Centelles.

Las cajas moleculares se usan también en otras aplicaciones como sensores y reconocimiento molecular, catálisis, etc. La clave fundamental para su óptimo funcionamiento reside en su cavidad interna, de forma que sea capaz de encapsular moléculas huésped y modular sus propiedades. “Sin embargo, hoy en día, el diseño de cajas con propiedades específicas es un desafío y el desarrollo de software que ayude a predecir las propiedades es fundamental. Y a este desafío responde nuestro trabajo”, destaca Vicente Martí Centelles.

Según explica el investigador del IDM, hasta la fecha el cálculo de propiedades moleculares y cavidades requiere el uso de software basado en “línea de comandos” y realizar ajustes de parámetros por parte del usuario. Mientras, CageCavityCalc tiene una interfaz gráfica que permite a los no especialistas utilizar esta herramienta sin necesidad de tener conocimientos de programación informática. Además, el cálculo de la cavidad está completamente automatizado, lo que evita la necesidad de realizar ajustes de parámetros para realizar el cálculo.

“La principal ventaja del software CageCavityCalc es su eficiencia y fácil uso, además de ser gratuito y de código abierto. Agiliza los cálculos de la cavidad, facilitando así el desarrollo de nuevas cajas moleculares funcionales, con las propiedades adecuadas para sus diferentes aplicaciones. En definitiva, simplifica mucho el diseño de estas cajas, optimizando al mismo tiempo su funcionamiento”, concluye Vicente Martí Centelles.

Referencia

Vicente Martí-Centelles, Tomasz K. Piskorz, Fernanda Duarte. CageCavityCalc (C3): A Computational Tool for Calculating and Visualizing Cavities in Molecular Cages. J. Chem. Inf. Model. 2024, 64, 14, 5604–5616. https://doi.org/10.1021/acs.jcim.4c00355