Los investigadores César de la Fuente, Marcelo Torres y Fangping Wan de la Universidad de Pennsylvania.
El grupo dirigido por el gallego César de la Fuente desarrolla una IA que diseña antibióticos nuevos
El trabajo se ha publicado en 'Cell Biomaterials' y presenta un sistema de inteligencia artificial que facilitará hacer frente a bacterias resistentes a los fármacos
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Un grupo de investigadores de la Universidad de Pennsylvania, dirigidos por el gallego César de la Fuente, ha desarrollado un sistema de inteligencia artificial capaz de diseñar antibióticos completamente nuevos que eliminan bacterias resistentes a los fármacos.
Su investigación se ha publicado este martes en Cell Biomaterials y en ella se presenta la herramienta AMP-Diffusion, una inteligencia artificial generativa que funciona creando y evaluando bibliotecas de secuencias sintéticas de péptidos antimicrobianos.
La principal novedad se sitúa en la creación de secuencias innovadoras desde cero con AMP-Diffusion, en lugar de combinar motivos biológicos ya conocidos. Así, los resultados de esta investigación han logrado crear dos candidatos antimicrobianos que igualan el rendimiento de antibióticos aprobados en estudios con animales.
Concretamente, la Universidad explica en un comunicado que en pruebas realizadas en ratones con infección cutánea, los compuestos resultantes del uso de esta IA más efectivos rindieron de manera comparable a antibióticos aprobados por la FDA (Administración de Alimentos y Medicamentos estadounidense) como la levofloxacina y la polimixina B.
Todo ello sin que se detectasen efectos adversos.
Los investigadores crearon aproximadamente 50.000 moléculas candidatas con AMP-Diffusion y las seleccionaron mediante filtros basados en IA, dejando 46 candidatos principales.
En esta investigación, el equipo de César de la Fuente adaptó los modelos de difusión al descubrimiento de antibióticos. Para ello, los investigadores se basaron en un modelo de lenguaje para proteínas desarrollado por Meta (tecnológica matriz de Facebook, Instagram y WhatsApp) llamado ESM-2.
Así, su IA AMP-Diffusion utiliza la "gramática" aprendida de las proteínas para proponer secuencias biológicamente plausibles y, a la vez, optimizar la actividad antimicrobiana y otras propiedades utilizadas en el desarrollo de fármacos.
El propio de la Fuente explica que la inteligencia artificial permite "diseñar antibióticos que la evolución nunca imaginó". Por eso, "este proyecto demuestra que las máquinas pueden inventar nuevos antibióticos desde cero, abriendo una nueva frontera en el desarrollo de fármacos".
Los siguientes pasos de esta investigación pasan por perfeccionar su modelo de inteligencia artificial para poder tratar patógenos específicos, ajustar propiedades farmacológicas y ampliar su uso. A largo plazo, el objetivo que se marca el equipo es el de reducir el ciclo de descubrimiento de antibióticos para que este pase de años a días.
