Investigadores de la Universidad de Pensilvania, Estados Unidos, lograron desarrollar un sistema de inteligencia artificial capaz de diseñar antibióticos completamente nuevos y que han conseguido eliminar bacterias resistentes a los fármacos en ratones.
El trabajo de los investigadores, cuyos resultados se han publicado hoy en la revista Cell Biomaterials, condujo a la creación de una herramienta de inteligencia artificial generativa (que bautizaron como “AMP-Diffusion”) capaz de estudiar gigantescas colecciones de moléculas antimicrobianas sintéticas y de proponer candidatos a convertirse en nuevos antibióticos.
La investigación fue dirigida por el español César de la Fuente, catedrático de la Universidad de Pensilvania -donde dirige el Grupo de Biología de Máquinas- y Pranam Chatterjee, profesor de bioingeniería y ciencias de la computación, y los científicos comprobaron que en modelos de ratón con infección cutánea los compuestos más efectivos diseñados mediante inteligencia artificial mostraron un rendimiento comparable al de antibióticos ya aprobados por la Agencia del Medicamento y no presentaron efectos adversos.
La herramienta que desarrollaron utiliza la “gramática” aprendida de las proteínas para proponer secuencias biológicamente plausibles, al mismo tiempo que optimiza la actividad antimicrobiana y otras propiedades relevantes para el desarrollo de fármacos, ha explicado la Universidad de Pensilvania en una nota de prensa.
Una nueva frontera en el desarrollo de fármacos
“El conjunto de datos de la naturaleza es finito, pero con la inteligencia artificial podemos diseñar antibióticos que la evolución nunca intentó” aseguró De la Fuente, y valoró que este proyecto demostrara que las máquinas pueden inventar nuevos antibióticos desde cero, abriendo una nueva frontera en el desarrollo de fármacos.
Los investigadores crearon aproximadamente 50,000 moléculas candidatas con este sistema y las seleccionaron mediante filtros basados en IA.
De los 46 candidatos principales que fueron sintetizados y sometidos a pruebas experimentales, dos demostraron ser capaces de reducir infecciones cutáneas resistentes a los medicamentos en ratones, con una eficacia comparable a la de los antibióticos clínicos actuales, sin que se detectaran signos de toxicidad en los estudios.
“Esto es una prueba de principio de que la IA generativa puede crear nuevos antibióticos eficaces”, ha asegurado Chatterjee, y ha celebrado que los resultados «apuntan a una vía para desarrollar con rapidez terapias que aborden la creciente amenaza de la resistencia a los antibióticos.”
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Reducir el descubrimiento de antibióticos de años a días
El estudio se suma a un número pequeño pero creciente de demostraciones de que la inteligencia artificial puede inventar candidatos antibióticos desde cero.
Durante años, el laboratorio de De la Fuente aprovechó con éxito la IA para buscar moléculas con propiedades antimicrobianas en lugares improbables, desde las proteínas de los mamuts lanudos hasta las del veneno animal y los antiguos microbios (llamados arqueas).
“Desafortunadamente, la resistencia a los antibióticos aumenta a un ritmo mayor que el que podemos descubrir nuevos candidatos a antibióticos”, ha observado el investigador español.
Para los investigadores, el estudio actual constituye una prueba de principio: la IA generativa puede ir más allá de la extracción de lo que la evolución ya ha creado, hasta llegar al diseño de nuevos antibióticos.
“En última instancia, nuestro objetivo es acortar el tiempo de descubrimiento de antibióticos de años a días”, aseguró De la Fuente.
Con información de EFE
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