💊4.2 ChEMBL

Link de acceso: https://www.ebi.ac.uk/chembl/

ChEMBL o ChEMBLdb es una base de datos químicos, de acceso libre, manualmente curada con información de moléculas bioactivas. Reúne datos químicos, de bioactividad y genómicos para permitir la traducción de información genómica en nuevos fármacos eficaces. ChEMBL es mantenida por el Instituto de Bioinformática Europeo (EBI, por sus siglas en inglés), perteneciente al Laboratorio de Biología Molecular Europeo (EMBL, por sus siglas en inglé), con sede en Wellcome Trust Genome Campus, Hinxton, Reino Unido (PubChem n.d).

Es una gran herramienta para la búsqueda de información y para la investigación de nuevos fármacos en grandes compañías farmacéuticas, empresas pequeñas e instituciones académicas. En cuanto a la información depositada en ChEMBL sobre moléculas pequeñas y su actividad biológica, esta es extraída a partir de las principales revistas y artículos de química medicinal y se integra con datos de fármacos aprobados y candidatos en desarrollo clínico (Figura 1).

Figura 1. Principales fuentes de adquisición de datos de ChEMBL.

Los datos de bioactividad son también intercambiados con otras bases de datos tales como PubChem o BioAssay (Zdrazil et al. 2023). La información disponible engloba mecanismos de acción, así como información de absorción, distribución, metabolismo, excreción y toxicidad (ADMET). Incluye estructuras 2D, propiedades moleculares calculadas (logP, peso molecular, reglas de Lipinski) y datos de bioactividad (constantes de unión y farmacología).

Para comenzar a usar ChEMBL, puedes acceder a su sitio web en https://www.ebi.ac.uk/chembl/ (Figura 2) y buscar la molécula o proteína de tu interés en la barra de búsqueda en la página de inicio (Figura 3). Algunos ejemplos de búsquedas que se pueden realizar en ChEMBL se abordarán en las siguientes secciones.

Búsqueda sencilla (por nombre de entidad química o biológica)

Si conoces el nombre de la entidad química o biológica que es de tu interés, puedes ingresarlo en la barra de búsqueda y presionar Enter. Esto te llevará a la página de resultados de búsqueda, donde se mostrarán todas las moléculas que coinciden con tu término de búsqueda. A continuación se ejemplifica una búsqueda considerando como término de búsqueda "Aspirin":

Figura 2. Interfaz gráfica de ChEMBL.

Figura 3. Barra de búsqueda principal considerando Aspirin como término de búsqueda.

Figura 4. Principales resultados asociados al término de búsqueda Aspirin.

Al presionar la tecla Enter, obtenemos los siguientes resultados:

Figura 5. Resultados de búsqueda.

Cómo podemos observar, la palabra Aspirin arroja en total 425 resultados diferentes, los cuales se encuentran catalogados en diferentes categorías como: compuestos, dianas biológicas, ensayos, documentos, células y tejidos.

Si nuestro objetivo principal es conocer la información del compuesto denominado Aspirin, seleccionamos la casilla correspondiente (CHEMBL25):

Figura 6. Casilla correspondiente a la molécula asociada al nombre Aspirin (CHEMBL25).

Al seleccionar esta casilla tenemos acceso a toda la información reportada y almacenada en ChEMBL sobre la molécula asociada al nombre Aspirin en forma de una tarjeta de reporte de compuestos. Del lado derecho podemos visualizar cada una de las secciones en las que la tarjeta de reporte es dividida, dentro de estas podemos encontrar secciones básicas como: 1) Nombre y clasificación, 2) Representaciones, 3) Características moleculares; así como secciones más especializadas, por ejemplo: 1) Literatura, 2) Predicción de blancos moleculares y 3) Alertas estructurales, por mencionar algunas.

Figura 7. Tarjeta de reporte de la Aspirina.

A continuación, se muestran un par de capturas de diferentes secciones dentro de esta tarjeta de reporte:

Figura 8. Diferentes secciones dentro de la tarjeta de reporte para Aspirin.

Búsqueda avanzada

Si estás interesado en realizar una búsqueda más detallada sobre alguna molécula o diana molecular particular, así como en estructuras químicas con un porcentaje de similitud, subestructura o conectividad definida, puedes realizar una búsqueda avanzada. Para hacer esto, ve a la página principal e identifica el botón "Advanced Search" (Figura 9), ubicado debajo de la barra de búsqueda, y selecciona la opción de búsqueda de tu interés en el menú desplegable (Figura 10). A continuación, ingresa los detalles solicitados según el tipo de búsqueda requerido, y presiona el botón de búsqueda.

Figura 9. Identificador de opciones avanzadas en ChEMBL.

Figura 10. Menú desplegable de opciones avanzadas.

1. Búsqueda por secuencia biológica

Si tienes la secuencia de aminoácidos del blanco molecular de tu interés y deseas buscar la identidad o información de dicho blanco, así como de blancos moleculares similares al de interés en la base de datos, puedes realizar una búsqueda por secuencia biológica. Para hacer esto, ve a la sección de búsqueda avanzada y selecciona la opción "Biological Sequence" en el menú desplegable. A continuación, coloca la secuencia de aminoácidos y presiona el botón de búsqueda. La base de datos buscará todas las estructuras moleculares que tengan un cierto porcentaje de similitud al de la secuencia de aminoácidos introducida.

Los pasos para este tipo de búsquedas se ejemplifican a continuación considerando la secuencia estructural de G9a, una lisín-metil transferasa humana (Figura 11). Cómo resultado se obtiene la información asociada a esa secuencia estructural así como la asociada a otras estructuras con un alto porcentaje de similitud (Figura 12).

Figura 11. Búsqueda de la secuencia de aminoácidos de G9a.

Figura 12. Resultados obtenidos de la búsqueda avanzada.

Búsqueda por estructura molecular

Si tienes la estructura molecular de un compuesto y deseas buscar estructuras químicas con un porcentaje de similitud, conectividad o subestructura establecida, puedes realizar una búsqueda por estructura molecular. Para hacer esto, ve a la sección de búsqueda avanzada y selecciona la opción "Chemical Structure" en el menú desplegable. A continuación, dibuja la estructura molecular de la molécula que deseas buscar en el cuadro de dibujo de la estructura y presiona el botón que corresponda según tu criterio de búsqueda ["Similarity", "Connectivity" y "Substructure" (Figura 13)]. La base de datos buscará todas las moléculas que cumplan con el criterio establecido con base en la molécula que se ha dibujado (Figura 14). Lo antes descrito se ejemplifica considerando la estructura química de la aspirina:

Figura 13. Estructura de la aspirina dibujada en la interfaz de búsqueda avanzada de ChEMBL.

Figura 14. Resultados obtenidos para la búsqueda de similitud (x>=70%) de la aspirina.

Además de estas búsquedas, ChEMBL también ofrece una amplia gama de herramientas y recursos para investigadores, como la capacidad de descargar datos, explorar el historial de una molécula y visualizar ensayos biológicos específicos.

Es importante destacar que ChEMBL es una base de datos en constante evolución, y su contenido se actualiza regularmente con nuevos datos y ensayos. Por lo tanto, es recomendable revisar la fecha de la última actualización de la base de datos y tener en cuenta la validez y confiabilidad de los datos que se estén utilizando.

En resumen, ChEMBL es una herramienta invaluable para los investigadores en una variedad de disciplinas, y su amplia gama de búsquedas y recursos la convierten en una base de datos esencial para cualquier persona interesada en la investigación bioquímica y farmacológica.

Para saber más:

• PubChem. n.d. ChEMBL - PubChem Data Source. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/source/ChEMBL Fecha de acceso: Octubre de 2023.

• Zdrazil B, Felix E, Hunter F, Manners EJ, Blackshaw J, Corbett S, de Veij M, Ioannidis H, Mendez-Lopez D, Mosquera JF, Magarinos MP, Bosc N, Arcila R, Kizilören T, Gaulton A, Bento AP, Adasme MF, Monecke P, Landrum GA, Leach AR (2023) The ChEMBL Database in 2023: a drug discovery platform spanning multiple bioactivity data types and time periods. Nucleic Acids Research. doi: 10.1093/nar/gkad1004