Las infecciones resistentes a los antibióticos matan a millones de personas cada año.
Evocan recuerdos de un pasado difícil para la humanidad, en el que a los hombres comunes les gustaban las infecciones del tracto urinario y la neumonía, que eran letales e intratables con medicina. Gérmenes ultrarresistentes preocupan a las autoridades sanitarias de todo el mundo.
La resistencia a los antimicrobianos (RAM) ocurre cuando los gérmenes que causan infecciones, como bacterias, hongos, virus y parásitos logran sobrevivir a los medicamentos utilizados para matarlos. La resistencia a los antimicrobianos pone en riesgo el tratamiento y la prevención de un número cada vez mayor de enfermedades. Es un problema de salud pública, impulsado por el uso excesivo de antibióticos en la ganadería y en los hospitales. La información positiva es que la ciencia ha logrado avances significativos en la búsqueda de soluciones a este problema.
Con la ayuda de la IA, los investigadores descubren nuevos agentes antimicrobianos. Los expertos ven potencial para tratamientos más eficientes. Por tanto, la inteligencia artificial es la nueva arma en la lucha contra la resistencia a los antibióticos. “La resistencia a los antibióticos aún está lejos de ser resuelta, pero ha habido muchos avances, tanto en una mejor comprensión como en mejores prácticas para descubrir nuevos antibióticos (que superen la resistencia a los antimicrobianos)”, dice Luis Pedro Coelho, biólogo computacional de la Universidad Tecnológica de Tecnología Queensland, Australia.
En este contexto innovador, un estudio del que Coelho es coautor y publicado en julio en la revista Cell presentó una enorme base de datos con casi un millón de compuestos antibióticos potenciales. Sebastian Hiller, biólogo de la Universidad de Basilea (Suiza) y que no participó en el estudio, afirma que el estudio demuestra que existen motivos para ser optimistas en la lucha contra la resistencia a los antimicrobianos. “Este es sólo un ejemplo de la investigación actual que muestra que nuestras capacidades científicas para combatir las superbacterias son enormes”.
La investigación utilizó el uso y el conocimiento de una máquina (machine learning) para buscar posibles agentes antibióticos en una enorme base de datos de microbios presentes en el suelo, el océano y el tracto intestinal de humanos y animales. “Las bacterias luchan constantemente entre sí. estos entornos, utilizando péptidos como armas de combate, que se disparan contra otras bacterias para matarlas. Los investigadores exploraron este espacio para encontrar péptidos antibióticos y descubrieron algunas joyas ocultas”, explica Hiller.
Utilizando el proceso de IA, el algoritmo combinó analíticamente miles de millones de secuencias de proteínas potenciales y luego seleccionó los mejores candidatos para un buen desempeño antimicrobiano. En total, se predijeron 863.498 nuevos péptidos antimicrobianos. De ellos, más del 90% nunca antes habían sido descritos por la ciencia. Como explica Coelho, todos los péptidos tienen el mismo mecanismo de acción general para matar bacterias, atacando las membranas celulares que las protegen del medioambiente. “También hemos visto que algunos péptidos son más eficaces contra determinadas cepas bacterianas que otras, pero todavía no podemos predecir exactamente por qué o (decir) qué péptido funcionará contra qué bacteria”, dijo Coelho a DW (medios alemanes). Los científicos descubrieron que 79 péptidos lograron atravesar las membranas bacterianas. Atacó específicamente bacterias resistentes a los antibióticos, como Escherichia coli (E.coli) —que causa enfermedades en el tracto gastrointestinal, entre otras enfermedades— y Staphylococcus aureus —que desencadena, entre otras enfermedades, neumonía—.
Los investigadores también probaron ratones con abscesos cutáneos infectados, pero sólo tres de los péptidos demostraron efectos antimicrobianos en organismos vivos. “Esto indica que su eficacia puede ser limitada”, dice Seyed Majed Modaresi del Instituto de Ingeniería y Ciencias Médicas del MIT en Estados Unidos. “Aun así se trata de un resultado notable”, añade, explicando que los péptidos pueden ser una alternativa mucho mejor en vista de los “graves efectos secundarios” asociados a antibióticos más agresivos, como las polimixinas. Modaresi tampoco participó en el estudio.
El equipo de Coelho dio acceso a los datos de la investigación, lo que permitió a otros científicos revisar los 863.498 péptidos y desarrollar antibióticos para usos específicos, de modo que otros investigadores pudieran ajustar las propiedades de los antibióticos para minimizar los efectos sobre las bacterias “buenas” presentes en el intestino para la salud humana. Muchos de los antibióticos que se utilizan actualmente atacan la microbiota intestinal beneficiosa, lo que puede provocar graves problemas de salud.
El titular de la investigación también reafirmó que los péptidos descubiertos en este estudio representan sólo un tipo de agente antimicrobiano, y que las mismas técnicas podrían usarse para descubrir muchos otros tipos de antibióticos, incluidos los bacteriófagos (virus que infectan a las bacterias). En el enfoque de Hiller, destaca que, aunque hay motivos para el optimismo, el próximo gran desafío será crear agentes antibióticos que sean comercialmente viables. “Solo utilizamos antibióticos nuevos cuando los antiguos ya no funcionan. Esto es bueno porque evita que las bacterias desarrollen resistencia a ellos, pero significa que no son financieramente viables”. Añadió que las organizaciones de salud y los gobiernos ya están trabajando para hacer más viable la comercialización de antibióticos, con la vista puesta en las enormes reservas de antibióticos potenciales que los científicos han descubierto. La IA es una vasta metodología y ciencia que puede ayudar a la humanidad en su evolución, es necesario moldear los estándares de control y ética, para que su desarrollo sea continuo y positivo, sin sorpresas contradictorias.
Por: Tulio Ribeiro/
