Descubrieron y un nuevo antibiótico contra una superbacteria usando inteligencia artificial

A medida que avanza el uso de la tecnología más avanzada disponible, más descubrimientos científicos se realizan. Y si hablamos del uso de la Inteligencia Artificial (IA) aplicada a la medicina, las noticias brindan también más esperanza a los pacientes.

Como sucedió ayer, cuando fue presentado un nuevo estudio científico en el que investigadores de la Universidad McMaster en Ontario, Canadá y el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), han descubierto un nuevo antibiótico gracias al uso de IA, que puede usarse para matar una superbacteria hospitalaria mortal.

Los científicos emplearon el uso de IA para descubrir la abaucina, un fármaco eficaz contra Acinetobacter baumannii, una bacteria que puede causar infecciones peligrosas en el cuerpo humano, que la Organización Mundial de la Salud (OMS) ha clasificado como una amenaza “crítica” entre sus “patógenos prioritarios”, un grupo de familias de bacterias que representan la “mayor amenaza” para la salud humana.

Según la OMS, las bacterias tienen habilidades incorporadas para encontrar nuevas formas de resistir el tratamiento y pueden transmitir material genético que permite que otras bacterias también se vuelvan resistentes a los medicamentos. Y especialmente una bacteria baumannii representa una amenaza para los hospitales, hogares de ancianos y pacientes que requieren ventiladores y catéteres de sangre, así como para aquellos que tienen heridas abiertas por cirugías.

La bacteria puede vivir durante períodos prolongados en servicios ambientales y equipos compartidos y, a menudo, se puede propagar a través de manos contaminadas. Además de las infecciones de la sangre, A baumannii puede causar infecciones en las vías urinarias y los pulmones.

Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, la bacteria también puede “colonizar” o vivir en un paciente sin causar infecciones ni síntomas. El estudio del jueves reveló que los investigadores utilizaron un algoritmo de IA para examinar miles de moléculas antibacterianas en un intento de predecir nuevas clases estructurales. Como resultado de la detección de IA, los investigadores pudieron identificar un nuevo compuesto antibacteriano al que llamaron abaucina.

“Teníamos una gran cantidad de datos que solo nos decían qué productos químicos podían matar un montón de bacterias y cuáles no. Mi trabajo era entrenar este modelo, y todo lo que iba a hacer este modelo era decirnos esencialmente si las nuevas moléculas tendrían propiedades antibacterianas o no”, explicó Gary Liu, un estudiante graduado de la Universidad MacMaster que trabajó en la investigación. “Entonces, básicamente, a través de eso, podemos simplemente aumentar la eficiencia de la tubería de descubrimiento de fármacos y… perfeccionar todas las moléculas que realmente nos interesan”, agregó.

Después de que los científicos entrenaron el modelo de IA, lo usaron para analizar 6680 compuestos y moléculas que no había encontrado antes. Le introdujeron a la IA la información de miles de medicamentos de los que se conocía la estructura química precisa y que habían probaron manualmente en la Acinetobacter baumannii, para identificar cuál podía ralentizar o matar a la superbacteria. La IA aprendió así las características químicas de los medicamentos que podían atacar a la bacteria.

El análisis tomó una hora y media y terminó produciendo varios cientos de otros compuestos, 240 de los cuales luego fueron probados en un laboratorio, que finalmente revelaron 9 antibióticos potencialmente exitosos, incluida la abaucina. Luego, los científicos probaron la nueva molécula contra A baumannii en un modelo de infección de heridas en ratones y descubrieron que la molécula suprimía la infección.

“Este trabajo valida los beneficios del aprendizaje automático en la búsqueda de nuevos antibióticos. Usando IA, podemos explorar rápidamente vastas regiones del espacio químico, aumentando significativamente las posibilidades de descubrir moléculas antibacterianas fundamentalmente nuevas”, dijo Jonathan Stokes, profesor asistente en el departamento de biomedicina y bioquímica de la Universidad McMaster que ayudó a dirigir el estudio.

“Sabemos que los antibióticos de amplio espectro son subóptimos y que los patógenos tienen la capacidad de evolucionar y adaptarse a cada truco que les lanzamos. Los métodos de IA nos brindan la oportunidad de aumentar enormemente la velocidad a la que descubrimos nuevos antibióticos, y podemos hacerlo. a un costo reducido. Esta es una vía importante de exploración de nuevos antibióticos”, agregó.

El científico advirtió que para que los primeros antibióticos descubiertos con la ayuda de IA puedan ser recetados quizás habrá que esperar hasta 2030. Curiosamente, este antibiótico experimental no tuvo efecto sobre otras especies de bacterias y solo funciona en con la A. baumannii.

Esto no sucede habitualmente. Por lo general, muchos antibióticos bloquean y matan los patógenos indiscriminadamente. Incluidas bacterias beneficiosas que viven en el intestino o la piel. Así pues, los investigadores creen que la precisión de la abaucina dificultará la aparición de resistencia a los medicamentos al tener un objetivo muy concreto. Si hubiera más antibióticos que funcionaran con esta precisión, dicen los investigadores, “se podría evitar que las bacterias se hicieran resistentes”. Asimismo, también provocarían menos efectos secundarios.

La resistencia antibacteriana, una amenaza real

Cabe destacar que la resistencia a los antibióticos se ha convertido en una de las principales causas de muerte en el mundo. En esta línea, un estudio publicado en The Lancet pone de relieve datos espeluznantes, como que la resistencia a los antimicrobianos fue la causa directa de al menos 1,27 millones de muertes en todo el mundo en 2019.

Además, la ONU prevé que si no ponemos solución a este problema, el número de muertes provocadas por superbacterias podría aumentar hasta los 10 millones en 2050. Es por ello que un gran número de equipos de investigación trabaja para hallar un remedio contra esta amenaza. En este caso, a través de nuevas tecnologías como la IA aplicada a la ciencia.

El doctor Jonathan Stokes, investigador de la Universidad McMaster en Canadá y coautor del estudio, describió a esta superbacteria como el “enemigo público número uno”, ya que es “realmente común” encontrar casos en los que es “resistente a casi todos los antibióticos”. Y afirmó que la IA tiene “el poder de acelerar enormemente el descubrimiento de nuevos fármacos”.

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