Un equipo de investigadores catalanes ha desarrollado una herramienta de inteligencia artificial (IA) que da un paso decisivo en la comprensión de la Alzheimer y otras patologías relacionadas con la agregación de proteínas. La herramienta, bautizada como Canya, se ha presentado en un estudio publicado en la revista Science Advances, el resultado de la colaboración entre el Centro de Regulación Genómica (CRG) y el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC).
La IA ha logrado descifrar el lenguaje secreto utilizado por las proteínas para decidir si se pliegan correctamente o forman “pegajosos”, una condición patológica que altera el funcionamiento celular y está relacionado con más de 50 enfermedades, incluida la enfermedad de Alzheimer, que afecta a aproximadamente 500 millones de personas en todo el mundo.
A diferencia de otro tipo de “caja negra”, cuyos procesos son opacos, Canya fue diseñado con un enfoque “explicable”, que permite a los científicos comprender cómo alcanza sus predicciones. Esta transparencia ha permitido identificar los patrones químicos que impulsan la agregación dañina, un avance clave tanto para la investigación biomédica como para la industria farmacéutica.
Un lenguaje biológico difícil de traducir
Las proteínas están compuestas por 20 tipos de aminoácidos, cuyo orden determina su forma y función. Comprender qué combinaciones causan las agregaciones patológicas han sido un desafío científico durante décadas. Las herramientas anteriores enfrentaron una gran limitación: la escasez de datos confiables sobre este proceso.
Para entrenar canya, el equipo generó más de 100,000 fragmentos de proteínas sintéticas, cada una con 20 aminoácidos, y estudió su comportamiento en las células de levadura. Si un fragmento causó la agregación, las células reaccionaron de manera medible, lo que permitió establecer relaciones de causa-efecto.
“El lenguaje de las proteínas es como una galaxia inexplorada”, explica el Dr. Mike Thompson, de CRG. “Hasta ahora, solo se había mapeado una pequeña fracción. Nuestro enfoque nos permite expandir ese mapa con miles de combinaciones nunca vistas en la naturaleza”.
Implicaciones para la salud y la industria
Además de su relevancia para las enfermedades neurodegenerativas, el impacto más inmediato de Canya podría ocurrir en el campo biotecnológico y farmacéutico. Muchos medicamentos modernos se basan en proteínas terapéuticas que, si se agregan, pierden su efectividad y generan problemas de fabricación.
“La agregación de proteínas es un gran dolor de cabeza para los productos farmacéuticos”, dice la Dra. Benedetta Bolognesi, de IBEC. “Canya puede ayudar a diseñar anticuerpos y enzimas más estables, reduciendo las fallas de producción y los costos económicos”.
A pesar de haber renunciado a la capacidad predictiva ofrecida por la IA más opaca, Canya ha superado el 15 % de la precisión de los modelos anteriores, lo que demuestra que la transparencia y la eficiencia no tienen que estar en desacuerdo.
Este avance posiciona la ciencia catalana a la vanguardia de la inteligencia artificial aplicada a la biología molecular, y abre una nueva etapa en la lucha contra las enfermedades que, hasta ahora, parecían imposibles prevenir o tratar su origen molecular.
