Las infecciones causan aproximadamente 1,27 millones de muertes cada año en todo el mundo, una cifra que, debido al aumento de la resistencia a los antibióticos, podría llegar a 10 millones en 2050. Este panorama desalentador se ve agravado por el hecho de que ninguna … No ha habido nuevas clases de antibióticos en décadas.
El biotecnólogo español César de la Fuente, líder del Grupo de Biología Máquina de la Universidad de Pensilvania (EE.UU.), cree que la solución al problema pasa por devolver a la vida moléculas con las que los microorganismos no saben cómo lidiar y que pertenecen a especies extintas. organismos. Lleva a cabo esta técnica, llamada desextinción molecular, con la ayuda del aprendizaje profundo y ya ha producido candidatos a antibióticos preclínicos “resucitando” moléculas neandertales (neandertalina-1). Este martes presenta en la revista ‘Nature Biomedical Engineering’ nuevas moléculas esperanzadoras recuperadas del mamut y de otros animales del pasado, como el elefante de colmillos rectos, la antigua vaca marina, el perezoso gigante y el alce gigante.
Los genomas expresan proteínas con propiedades antimicrobianas naturales, producidas y seleccionadas a través de la evolución. La desintegración molecular plantea la hipótesis de que estas moléculas podrían ser candidatas principales para nuevos fármacos seguros. En el nuevo artículo, el equipo utiliza el aprendizaje profundo para extraer los proteomas (un grupo de proteínas producidas por un organismo) de todos los organismos extintos disponibles para el descubrimiento de péptidos antibióticos.
Para ello, los investigadores han desarrollado una inteligencia artificial llamada APEX (Antibiotic Peptide Deextinction), que utiliza una arquitectura de aprendizaje multitarea para predecir la actividad antimicrobiana de los péptidos. El algoritmo extrajo 10.311.899 péptidos. Los modelos predijeron 37.176 secuencias con actividad antimicrobiana, 11.035 de las cuales no se encontraron en organismos existentes. Finalmente, el equipo sintetizó 69 péptidos y confirmó experimentalmente su actividad contra patógenos bacterianos. La mayoría de los péptidos mataron a las bacterias al despolarizar su membrana citoplasmática, a diferencia de los péptidos antimicrobianos conocidos, que tienden a atacar la membrana externa.
En particular, los compuestos de plomo (incluidos mamuthusina-2 del mamut lanudo, elefasina-2 del elefante de colmillos rectos, hidrodamina-1 de la antigua vaca marina, milodonina-2 del perezoso gigante y megalocerina-1 del extinto gigante alce) mostró actividad antiinfecciosa en ratones con abscesos cutáneos o infecciones en los muslos.
“La resistencia a los antimicrobianos es una de las mayores amenazas de nuestro tiempo y se necesitan urgentemente nuevos antibióticos”, advierte en su relato X De la Fuente, que hace apenas unos días publicó en la revista Cell, junto a científicos de la Universidad Tecnológica de Queensland (Australia), investigación que identificó, con ayuda de la IA, casi un millón de fuentes potenciales de antibióticos en la naturaleza. En su opinión, el análisis molecular ayudado por el aprendizaje profundo puede acelerar el descubrimiento de moléculas terapéuticas y ofrecer un marco completamente nuevo para el descubrimiento de fármacos.
