Científicos de la Bioingeniería utilizaron Inteligencia Artificial (IA) para identificar moléculas que pueden matar bacterias causantes de enfermedades, las cuales podrían inspirar la creación de nuevos medicamentos para tratar infecciones humanas. Lo curioso de la utilización de la IA es que la misma estuvo destinada a resucitar moléculas "de entre los muertos", según detallaron desde la revista científica Nature.
Para realizar esta "desextinción" molecular, los investigadores aplicaron métodos computacionales a datos sobre proteínas tanto de humanos modernos (Homo sapiens) como de los parientes extintos hace mucho tiempo, los Neandertales (Homo neanderthalensis) y los Denisovanos.
Moléculas del pasado
“Nos motiva la idea de recuperar moléculas del pasado para abordar los problemas que tenemos hoy”, explicó César de la Fuente, coautor del estudio y bioingeniero de la Universidad de Pensilvania en Filadelfia. El estudio fue publicado el 28 de julio en Cell Host & Microbe 1.
El desarrollo de antibióticos se ha ralentizado en las últimas décadas y la mayoría de los antibióticos prescritos en la actualidad han estado en el mercado durante más de 30 años. Mientras tanto, las bacterias resistentes a los antibióticos van en aumento, por lo que pronto se necesitará una nueva ola de tratamientos.
La inspiración en Jurassic Park: ¿Por qué no traer de vuelta las moléculas así como devolvieron vida a los dinosaurios en el film?
Muchos organismos producen subunidades proteicas cortas llamadas péptidos que tienen propiedades antimicrobianas. Un puñado de péptidos antimicrobianos, la mayoría de los cuales fueron aislados de bacterias, ya están en uso clínico.
Las proteínas de especies extintas podrían ser un recurso sin explotar para el desarrollo de antibióticos, una realización a la que de la Fuente y sus colaboradores llegaron gracias, en parte, a un éxito de taquilla clásico. “Empezamos a pensar realmente en Jurassic Park ”, dijo. En lugar de devolver la vida a los dinosaurios, como hicieron los científicos en la película de 1993, al equipo se le ocurrió una idea más factible: "¿Por qué no traer de vuelta las moléculas?"
Los investigadores entrenaron un algoritmo de IA para reconocer sitios en proteínas humanas donde se sabe que se cortan en péptidos. Para encontrar nuevos péptidos, el equipo aplicó su algoritmo a secuencias de proteínas disponibles públicamente (mapas de los aminoácidos en una proteína) de H. sapiens , H. neanderthalensis y Denisovans. Luego, los investigadores utilizaron las propiedades de los péptidos antimicrobianos descritos anteriormente para predecir cuál de estos nuevos péptidos podría matar bacterias.
Encontrar y probar candidatos a fármacos utilizando IA lleva unas semanas. Por el contrario, se necesitan de tres a seis años usando métodos más antiguos para descubrir un solo antibiótico nuevo, explicó de la Fuente.
Los científicos están utilizando la IA para idear nuevas proteínas revolucionarias
Ajustar las moléculas más exitosas podría crear versiones más efectivas, dijo de la Fuente. Asimismo, alterar el algoritmo podría mejorar la identificación de péptidos antimicrobianos, con menos falsos positivos. “Aunque el algoritmo que usamos no produjo moléculas sorprendentes, creo que el concepto y el marco representan una vía completamente nueva para pensar sobre el descubrimiento de fármacos”, sostuvo el experto.
Euan Ashley, experto en genómica y salud de precisión de la Universidad de Stanford en California, está emocionado de ver un nuevo enfoque en el campo poco estudiado del desarrollo de antibióticos. De la Fuente y sus colegas “me convencieron de que sumergirse en el genoma humano arcaico era un enfoque interesante y potencialmente útil”.
Fuente: Nature
