Usar la IA para desarrollar nuevos antibióticos contra la gonorrea resistente y el SARM

Los científicos han utilizado la inteligencia artificial (IA) para crear posibles nuevos fármacos contra las llamadas superbacterias, infecciones bacterianas persistentes que pueden eludir los tratamientos existentes.

En los últimos años, la IA ha dado un nuevo giro al descubrimiento de fármacos, ayudando a investigadores y farmacéuticos a identificar tratamientos prometedores y acelerando el laborioso proceso de encontrar compuestos eficaces que puedan convertirse en medicamentos.

Pero los científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) fueron un paso más allá y utilizaron la IA para generar moléculas químicas hipotéticas que aún no se han descubierto o no existen.

Su objetivo era encontrar formas completamente nuevas de combatir la resistencia a los antimicrobianos, que es cuando las bacterias, virus, hongos o parásitos evolucionan hasta el punto de que los fármacos diseñados para matarlos dejan de ser eficaces, lo que dificulta el tratamiento de las infecciones.

El equipo del MIT se centró en la gonorrea farmacorresistente, que las autoridades sanitarias estadounidenses califican de "amenaza urgente para la salud pública", y en el Staphylococcus aureus multirresistente (MDRSA). Este último incluye el Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SARM), que se adquiere por contacto con personas infectadas o equipos médicos contaminados.

"Queríamos deshacernos de todo lo que se pareciera a un antibiótico existente, para ayudar a abordar la crisis de resistencia a los antimicrobianos (AMR) de una manera fundamentalmente diferente", dijo en un comunicado Aarti Krishnan, investigador del MIT y uno de los autores del estudio. "Nuestro objetivo era descubrir nuevos mecanismos de acción adentrándonos en áreas poco exploradas del espacio químico", añadió Krishnan.

El equipo utilizó algoritmos generativos de IA para crear más de 36 millones de posibles compuestos y luego encontrar los mejores candidatos para matar la bacteria. Identificaron un fragmento que parecía funcionar bien contra la bacteria de la gonorrea y, tras algunos ajustes adicionales, convirtieron dos de estos candidatos digitales en compuestos reales.

Uno de ellos, al que llamaron NG1, resultó muy eficaz para eliminar la bacteria de la gonorrea en una placa de laboratorio y en un modelo de ratón. Tras un proceso similar para hallar posibles tratamientos contra el MDRSA, seis moléculas resultaron eficaces contra las bacterias cultivadas en una placa de laboratorio.

Los investigadores afirman que estos resultados, publicados en la revista 'Cell', podrían ayudarles a crear y evaluar posibles nuevos compuestos contra otras especies de bacterias. A nivel mundial, las infecciones bacterianas resistentes a los medicamentos contribuyeron a un estimado de 4,71 millones de muertes en 2021, según 'The Lancet', y se espera que esa cifra aumente en las próximas décadas.

"Nuestro trabajo muestra el poder de la IA desde el punto de vista del diseño de fármacos, y nos permite explotar espacios químicos mucho más grandes que antes eran inaccesibles", dijo en un comunicado James Collins, profesor del MIT y uno de los autores del estudio.

Los científicos trabajan ahora con Phare Bio, una empresa biotecnológica sin ánimo de lucro, para seguir probando los compuestos en el laboratorio. Si siguen resultando prometedores, estos candidatos a fármacos podrían llegar a probarse en ensayos clínicos. "Estamos entusiasmados con las nuevas posibilidades que abre este proyecto para el desarrollo de antibióticos", afirma Collins.