IA revoluciona el diseño de fármacos contra venenos de serpiente
Seattle, WA – Un nuevo estudio, publicado en la prestigiosa revista Nature, pone de manifiesto el poder transformador de la inteligencia artificial (IA) en el campo del diseño de fármacos. Investigadores de la Universidad de Washington, liderados por el renombrado David Baker, han empleado algoritmos de IA para crear proteínas con la capacidad de inhibir las temibles toxinas presentes en el veneno de serpientes.
La capacidad de la IA para predecir estructuras proteicas tridimensionales ha abierto un abanico de posibilidades en la biología. Este avance se traduce ahora en el desarrollo de proteínas diseñadas específicamente para neutralizar toxinas, con un enfoque en las de tres dedos, componentes clave de los venenos de serpientes tan peligrosas como mambas, taipanes y cobras.
El Desafío de los Venenos de Serpientes
Los venenos de serpiente son auténticos cócteles de toxinas,principalmente proteínas,que atacan a sus víctimas de múltiples maneras. El tratamiento actual se basa en antivenenos, que son mezclas de anticuerpos producidos al inocular veneno en animales. Sin embargo, estos antivenenos tienen limitaciones importantes: requieren refrigeración, su vida útil es corta y su producción depende de la inyección regular de veneno en animales.
La búsqueda de antivenenos más estables y accesibles, especialmente en áreas rurales, es una necesidad crítica.
IA al Rescate: Una Metodología Innovadora
El equipo de Baker se centró en dos tipos de toxinas de tres dedos: las neurotóxicas, que atacan el sistema nervioso, y las que dañan las membranas celulares. Para abordar este complejo reto, se valieron de herramientas de IA como RFdiffusion y ProteinMPNN. RFdiffusion, basada en el software rosetta Fold, diseñó estructuras proteicas complementarias a las toxinas. Por su parte, proteinmpnn determinó la secuencia de aminoácidos para estas nuevas proteínas.
Las estructuras resultantes, junto con las toxinas, fueron analizadas por AlfaFold2 de DeepMind y Rosetta, para predecir cómo interactuarían entre sí. tras sintetizar 44 proteínas candidatas, una mostró una afinidad excepcional por la toxina neurotóxica. Mediante RFdiffusion, optimizaron diversas variantes, ¡logrando un incremento de efectividad del 15%!
Resultados Prometedores, Pero con Precauciones
Las pruebas in vivo en ratones revelaron que el inhibidor diseñado neutralizaba por completo la toxina neurotóxica, ¡incluso si se administraba 30 minutos después de la exposición! No obstante, los inhibidores para las toxinas que dañan las membranas celulares no fueron tan efectivos en los ensayos con ratones. Esto sugiere que aún hay aspectos clave por comprender sobre los mecanismos de acción de este tipo de toxinas.
Conclusión: Un Salto Adelante en la Medicina
Este estudio es una prueba de concepto que demuestra el enorme potencial de la IA en el diseño de fármacos. Aunque se centra en dos tipos de toxinas y su especificidad es alta, la capacidad de la IA para acelerar el descubrimiento de medicamentos es incuestionable. Este enfoque nos permite abordar retos biológicos complejos, abriendo nuevas posibilidades para tratamientos más efectivos y accesibles contra las mordeduras de serpiente.
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