La IA ayudó a reducir una lista extensa de miles de compuestos químicos a un número reducido, que luego fueron analizados en el laboratorio.
Por: James Gallagher
Científicos han utilizado inteligencia artificial (IA) para descubrir un nuevo antibiótico capaz de eliminar una peligrosa superbacteria. Mediante el uso de IA, se logró reducir una extensa lista de miles de compuestos químicos a un reducido número, los cuales fueron posteriormente analizados en el laboratorio.
El resultado obtenido fue un prometedor antibiótico experimental llamado abaucina, que requerirá de pruebas adicionales antes de poder ser utilizado como tratamiento. Los investigadores, provenientes de Canadá y Estados Unidos, aseguran que la IA posee un increíble potencial para acelerar de forma significativa el proceso de descubrimiento de nuevos fármacos.
Detener a las superbacterias
Durante décadas, ha sido evidente la necesidad de nuevos antibióticos, ya que las bacterias se han vuelto cada vez más resistentes a los tratamientos existentes. Esta resistencia ha generado una situación preocupante, dado que las infecciones provocadas por agentes resistentes a los antibióticos causan la muerte de más de un millón de personas al año.
Conscientes de este desafío, los investigadores han dirigido su atención hacia una especie bacteriana especialmente problemática: Acinetobacter baumannii, conocida por su capacidad para infectar heridas y provocar neumonía. Aunque no es ampliamente conocida, la Organización Mundial de la Salud la clasifica como una de las tres superbacterias de mayor amenaza "crítica".
Bacteria resistente a antibióticos
Esta bacteria, presenta una capacidad notable para resistir múltiples antibióticos, lo que la convierte en una amenaza recurrente en hospitales y residencias de ancianos. Su habilidad para sobrevivir en superficies y equipos médicos agrava aún más la situación.
El Dr. Jonathan Stokes, investigador de la Universidad McMaster en Canadá, ha denominado a esta superbacteria como el "enemigo público número uno". Según su experiencia, es sumamente común encontrar casos en los que esta bacteria ha desarrollado resistencia a prácticamente todos los antibióticos disponibles en la actualidad.
Inteligencia artificial
Para descubrir el nuevo antibiótico, los investigadores utilizaron inteligencia artificial (IA) como herramienta fundamental. En primer lugar, entrenaron a la IA utilizando miles de medicamentos cuya estructura química era conocida. Estos fármacos fueron sometidos a pruebas manuales en la Acinetobacter baumannii para determinar cuáles de ellos tenían la capacidad de ralentizar o eliminar a la superbacteria.
La información obtenida se introdujo en la IA para que pudiera aprender las características químicas de los medicamentos capaces de atacar a la bacteria. Como resultado, la IA generó una lista de 6.680 compuestos cuya eficacia aún no se conocía. Estos resultados fueron publicados en la revista científica Nature Chemical Biology, y revelaron que la herramienta logró producir una lista más reducida en tan solo una hora y media.
Posteriormente, los investigadores llevaron a cabo pruebas de laboratorio con 240 compuestos de la lista reducida, y descubrieron que nueve de ellos mostraban potencial como antibióticos. Uno de estos compuestos resultó ser el poderoso antibiótico abaucina.
Los experimentos de laboratorio demostraron que la abaucina era efectiva en el tratamiento de heridas infectadas en ratones, además de mostrar capacidad para eliminar muestras de A. baumannii en pacientes.
Perfeccionar el fármaco
El doctor Stokes advierte que es probable que pasen varios años antes de que los primeros antibióticos descubiertos con la ayuda de la inteligencia artificial puedan ser recetados, posiblemente hasta el año 2030. Aunque este plazo pueda parecer largo, es necesario realizar pruebas rigurosas y cumplir con los requisitos regulatorios para garantizar la seguridad y eficacia de los medicamentos antes de que estén disponibles para su uso generalizado.
Un aspecto curioso de este antibiótico experimental, la abaucina, es que no tuvo ningún efecto sobre otras especies de bacterias y solo demostró ser eficaz contra la A. baumannii. Esta especificidad resulta prometedora, ya que la precisión de la abaucina dificultaría el desarrollo de resistencia a los medicamentos por parte de las bacterias, lo cual es un problema común con muchos antibióticos actuales.
Además, se espera que esta precisión también reduzca la probabilidad de efectos secundarios en los pacientes, lo que representa una ventaja significativa para su uso terapéutico.
"La IA aumenta la tasa y, en un mundo perfecto, reduce el costo de descubrir estas nuevas clases de antibióticos que necesitamos desesperadamente", señaló Stokes.
Futuro de los antibióticos
En 2020, los investigadores realizaron pruebas utilizando inteligencia artificial (IA) en el descubrimiento de antibióticos con la bacteria E. coli. Sin embargo, ahora tienen planes de dirigir su enfoque hacia otros agentes infecciosos, específicamente el Staphylococcus aureus y el Pseudomonas aeruginosa.
"Este hallazgo respalda aún más la premisa de que la IA puede acelerar y expandir significativamente nuestra búsqueda de nuevos antibióticos", dijo el profesor James Collins, del Instituto de Tecnología de Massachusetts.
"Estoy emocionado de que este trabajo nos ayude a demostrar que podemos usar la IA para combatir patógenos problemáticos como la A. baumannii", añadió.
Fuente consultada aquí.