Sotelo
Líneas de investigación
Química Combinatoria en Biomedicina
Investigador(es) principal(es)
Miembros del grupo
Prieto Díaz, Rubén |
Inv. Postdoctoral |
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Reza Ramos, David |
Inv. Postdoctoral |
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Selas Lanseros, Asier |
Inv. Postdoctoral |
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Andújar Arias, Antonio |
Inv. Predoctoral |
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Campos Prieto, Lucía |
Inv. Predoctoral |
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Fojo Carballo, Hugo |
Inv. Predoctoral |
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García Rey, Aitor |
Inv. Predoctoral |
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González Pico, Lucía |
Inv. Predoctoral |
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Miranda Pastoriza, Darío |
Inv. Predoctoral |
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Ortigueira Noya, Sandra |
Inv. Predoctoral |
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Rodríguez García, Carlos |
Inv. Predoctoral |
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Rodríguez Pampín, Iván |
Inv. Predoctoral |
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Paleo Pillado, María Rita |
Inv. colaborador |
Investigación
INVESTIGACIÓN
El descubrimiento y optimización de moléculas bioactivas constituye un objetivo prioritario de la investigación biomédica actual. Dichos ligandos constituyen herramientas clave para entender la naturaleza, interacciones y funciones de los sistemas biológicos. La investigación en nuestro grupo se centra en la síntesis de nuevas entidades moleculares, con un énfasis en el desarrollo de nuevas metodologías y moléculas que mejoren nuestra comprensión de las bases moleculares de diferentes enfermedades y el descubrimiento de tratamientos efectivos e innovadores. La síntesis constituye una herramienta vital y poderosa en Química Médica, Química Biológica y Ciencia de Materiales. En nuestros programas explotamos aproximaciones sintéticas multicomponente como herramientas exploratoria para desarrollar fármacos que aporten tratamientos conceptualmente nuevos para patologías graves y desarrollar sondas moleculares para el estudio de sistemas biológicos complejos. Nuestro grupo ha sido también pionero en implementación del concepto de impresión 3D en el área de la catálisis heterogénea, desarrollando novedosos sistemas catalíticos respetuosos con el medioambiente.
Nuestro trabajo se agrupa en cuatro grandes áreas:
- Química Médica y Química Biológica de Receptores de Membrana (GPCRs).
- Desarrollo de Nuevas Estrategias Sintéticas Basadas en Reacciones Muticomponente.
- Diseño y Optimización de Catalizadores Heterogéneos por Impresión 3D.
- Plataforma ComBioMed para Programas Colaborativos de Descubrimiento de Fármacos.
QUÍMICA MÉDICA Y QUÍMICA BIOLÓGICA DE RECEPTORES DE MEMBRANA (GPCRs)
Los receptores acoplados a proteínas G (GPCR) constituyen la familia más importante de receptores en el genoma humano. Los GPCR son sensores para una amplia gama de estímulos extracelulares, que incluyen proteínas, hormonas, moléculas pequeñas, neurotransmisores, iones y luz. Ellos regulan virtualmente todos los aspectos de la fisiología y constituyen las dianas terapéuticas más empleadas en la práctica clínica. Los avances recientes en diferentes ramas científicas han cambiado notablemente nuestro conocimiento de la fisiología, fisiopatología, biología estructural y señalización de los GPCR. La consolidación de conceptos clave como la oligomerización (homo / hetero) de GPCRs, la modulación alostérica o la selectividad funcional (biased signaling) están proporcionando enfoques terapéuticos prometedores e inexplorados para abordar patologías graves. En este contexto, las aproximaciones terapéuticas para modular los GPCRs se ha ampliado considerablemente. Además de los moduladores clásicos [agonistas (totales, parciales o inversos) y antagonistas], los Químicos Médicos ahora también buscamos moduladores alostéricos, ligandos (homo/hetero) bivalentes, ligandos bitópicos y ligandos sesgados (funcionalmente selectivos).
Nuestro grupo desarrolla varios programas de investigación dirigidos a descubrir fármacos para patologías como Parkinson, cáncer, glaucoma, diabetes, esquizofrenia o dolor neuropático. En cada caso, la hipótesis de trabajo conlleva la modulación de GPCRs cuyos ligandos endógenos son adenosina, dopamina, histamina, serotonina, angiotensina o canabinoides. También trabajamos activamente en el desarrollo y optimización de sondas moleculares para diversos programas de Química Biológica, así como en el diseño y validación de nuevas metodologías que pueden acelerar el descubrimiento racional de fármacos.
NUEVAS ESTRATEGIAS SINTÉTICAS BASADAS EN REACCIONES MULTICOMPONENTE
En respuesta a la necesidad de descubrir compuestos farmacológicamente útiles, y acortar el tiempo requerido para la investigación preclínica, los químicos farmacéuticos hemos incorporado nuevos conceptos y estrategias sintéticas al laborioso proceso de descubrimiento de fármacos. Las metodologías preparativas avanzadas priorizan conceptos como las economías de la síntesis, el respeto con el medioambiente y la reconciliación de complejidad (y diversidad) molecular con la simplicidad experimental. La mayoría de estas características están presentes en las reacciones multicomponente (MCR), que han emergido como estrategias muy versátiles y eficientes en Química Médica y Química Biológica. Este tipo de transformaciones facilitan la generación de elevada complejidad estructural y funcional en una etapa a partir de precursores simples y minimizando el impacto medioambiental. Además, su elevada capacidad exploratoria facilita la obtención de quimiotecas y el estudio detallado de las relaciones estructura-actividad y estructura-selectividad, aportando celeridad al proceso de descubrimiento de fármacos.
Durante la última década nuestro grupo ha desarrollado metodologías sintéticas multicomponente para obtener quimiotecas heterocíclicas y hemos explotado su potencial en diferentes programas de Química Médica y Biológica. En el marco de esos proyectos buscamos metodologías sintéticas más eficientes, exploramos nuevos farmacóforos y reinterpretamos productos de origen natural o fármacos novedosos.
DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE CATALIZADORES HETEROGÉNEOS POR IMPRESIÓN 3D
La creciente concienciación social acerca de los temas medioambientales exige a la comunidad científica nuevos métodos preparativos con un menor impacto ambiental (factor E). Entre este tipo de transformaciones destacan las reacciones catalizadas por metales de transición (TMCR). Su eficiencia y excelente selectividad las convierte en alternativas sintéticas versátiles para la síntesis de compuestos muy diversos. Sin embargo, la lixiviación del metal en el medio de reacción es un problema crítico que dificulta la aplicación extensiva de esta química en la industria farmacéutica. Los estrictos controles de seguridad de las agencias reguladoras (FDA, EMA) restringen (al rango de ppb) la presencia de trazas de metales de transición en los medicamentos. En este contexto, la inmovilización del catalizador sobre soportes sólidos constituye una estrategia muy atractiva. Además de facilitar la recuperación y reciclado del catalizador, la heterogenización generalmente proporciona estabilidad (química, térmica y mecánica) a los nuevos sistemas catalíticos.
Los métodos de impresión 3D han demostrado su versatilidad en casi todas las áreas de la investigación y la industria. Esta tecnología revolucionaria destaca por su efectividad en la fabricación de objetos físicos tridimensionales a partir de un modelo digital empleando un software de diseño virtual. La técnica de impresión 3D permite la fabricación de monolitos con diferentes secciones transversales, tamaños de poros y espesores de pared, maximizando así la superficie específica. En el contexto de la catálisis, la impresión en 3D ofrece ventajas muy relevantes (y prácticamente inexploradas) en el campo de la catálisis heterogénea. Además de la posibilidad de modular a demanda la forma, el tamaño y la carga de metal en el sistema catalítico, la impresión 3D permite el ajuste fino de parámetros críticos que definen los aspectos macro y microscópicos de la catálisis.
Nuestro laboratorio, en colaboración con el Instituto Gallego de Cerámica, ha sido pionero en la aplicación la impresión 3D al desarrollo de sistemas catalíticos heterogéneos. Recientemente hemos publicado los primeros ejemplos de catalizadores heterogéneos (cobre o paladio) impresos en 3D sobre soportes de alúmina o sílice, así como nuevos sistemas catalíticos obtenidos por funcionalización de la superficie con especies metálicas.