La IA que usa moléculas de mamut para crear antibióticos más efectivos
En un avance revolucionario en el campo de la biotecnología, un equipo liderado por César de la Fuente, biotecnólogo del laboratorio Machine Biology en la Universidad de Pensilvania, ha desarrollado una técnica innovadora que utiliza inteligencia artificial (IA) para crear antibióticos más efectivos. Este enfoque no convencional se basa en la idea de “revivir” moléculas de animales extintos para combatir la creciente amenaza de infecciones resistentes a los antibióticos. El estudio, publicado en la revista Nature Biomedical Engineering, ofrece una nueva perspectiva sobre cómo la tecnología puede combinarse con la biología para abordar desafíos críticos en la medicina moderna.
La hipótesis detrás de la desextinción molecular
La base del estudio es la hipótesis de que bacterias y microorganismos modernos no han desarrollado mecanismos de resistencia contra las moléculas presentes en los restos de animales que desaparecieron hace miles de años. Según César de la Fuente, estos componentes orgánicos antiguos podrían ofrecer una solución a los problemas actuales con la resistencia a los antibióticos. Este concepto no es completamente nuevo, pero la aplicación de IA para explorar estas moléculas representa un avance significativo en la investigación. Anteriormente, se ha intentado extraer información genética de especies antiguas como neandertales y denisovanos, pero el enfoque actual lleva esta metodología a un nivel más avanzado y ambicioso.
Desextinción de péptidos antibióticos: el modelo APEX
El equipo de investigadores desarrolló un modelo conocido como Desextinción de Péptidos Antibióticos (APEX). Este modelo emplea algoritmos avanzados de IA y aprendizaje automático para analizar y reconstruir proteínas generadas de manera natural por especies extintas. Entre las especies analizadas se incluyen el mamut, el elefante de colmillos rectos, el perezoso gigante, y el alce gigante. Utilizando este enfoque, los científicos lograron extraer más de 10 millones de péptidos, que son cadenas cortas de aminoácidos. De estos, se identificaron aproximadamente 37,176 secuencias con propiedades antimicrobianas. Notablemente, alrededor de 11,035 de estas secuencias no están presentes en los organismos actuales, lo que sugiere que podrían ser útiles en la lucha contra patógenos modernos.
Aplicaciones y pruebas de los nuevos antibióticos
Las secuencias de péptidos identificadas con actividad antibacteriana se han cultivado en laboratorio mediante procedimientos in vitro y han demostrado ser efectivas para combatir diversos patógenos. Algunas de estas secuencias han sido probadas en ratones durante experimentos preclínicos, mostrando resultados prometedores en el tratamiento de infecciones cutáneas. Los antibióticos desarrollados a partir de estas moléculas antiguas han logrado eliminar bacterias asociadas con enfermedades de la piel utilizando dosis menores, mostrando eficacia comparable o incluso superior a los antibióticos disponibles actualmente en el mercado.
Este enfoque ofrece una alternativa importante para abordar la creciente resistencia a los antibióticos, un problema que afecta a millones de personas en todo el mundo. La Organización Mundial de la Salud calcula que las infecciones resistentes a los antibióticos causan la muerte de aproximadamente 1.3 millones de personas cada año a nivel global. La resistencia antimicrobiana se encuentra entre las 10 principales amenazas para la salud pública, lo que subraya la importancia de desarrollar nuevas estrategias para enfrentar esta crisis.
Impacto potencial y futuras investigaciones
El proyecto de desextinción molecular, aunque aún en fases experimentales, promete tener un impacto significativo en el desarrollo de nuevos antibióticos. Los investigadores están explorando diferentes combinaciones de moléculas y técnicas para mejorar la efectividad de estos antibióticos. También están evaluando si los microorganismos pueden desarrollar resistencia a estos nuevos compuestos con el tiempo. Esta investigación podría revolucionar la forma en que tratamos las infecciones bacterianas y podría llevar a un mejor entendimiento de la evolución de los mecanismos de resistencia en las bacterias.
César de la Fuente y su equipo están liderando un cambio paradigmático en la biotecnología, al utilizar tecnología de vanguardia para recuperar y aplicar conocimiento biológico de épocas antiguas. Este enfoque no solo abre nuevas posibilidades para el desarrollo de antibióticos, sino que también ofrece una visión innovadora sobre cómo la biología evolutiva y la tecnología moderna pueden converger para resolver algunos de los desafíos más urgentes en la medicina.
La aplicación de IA para explorar y utilizar moléculas de animales extintos representa un avance importante en la lucha contra la resistencia a los antibióticos. A medida que los investigadores continúan perfeccionando estas técnicas, es probable que veamos una transformación en el tratamiento de infecciones resistentes y una mejora en la forma en que abordamos los desafíos de salud globales. Este enfoque innovador ofrece esperanzas y oportunidades significativas para el futuro de la biotecnología y la medicina.
