Descubren una nueva arma para combatir la resistencia a los antibióticos

Las arqueas, un gran grupo de microorganismos unicelulares, han sobrevivido durante miles de millones de años en ácidos hirvientes, respiraderos de aguas profundas y salares.

Los científicos utilizaron inteligencia artificial para identificar compuestos previamente desconocidos en estos microorganismos que podrían impulsar el desarrollo de antibióticos de próxima generación, explican en su estudio, publicado en Nature Microbiology.

Según César de la Fuente, el autor principal del trabajo, los esfuerzos anteriores para encontrar nuevos antibióticos se han centrado principalmente en hongos, bacterias y animales. El propio laboratorio de De la Fuente había utilizado anteriormente la IA para identificar candidatos a antibióticos en diversas fuentes, desde el ADN de organismos extintos hasta sustancias químicas presentes en venenos animales.

Ahora, el equipo del científico ha aplicado modelos de IA a un nuevo conjunto de datos: las proteínas de cientos de microbios antiguos. «Hay todo un nuevo ámbito de la vida por explorar», destacó.

¿Por qué arqueas?

Aunque bajo el microscopio se parecen a las bacterias, las arqueas difieren fundamentalmente en su genética, membranas celulares y bioquímica de las bacterias y de los organismos eucariotas (que incluyen a plantas, animales y hongos).

Dado que las arqueas a menudo prosperan donde pocos organismos pueden soportar presiones aplastantes, sustancias químicas tóxicas y temperaturas extremas, su biología ha evolucionado de maneras inusuales.

Esto las convierte en una fuente prometedora, aunque en gran parte desaprovechada, de nuevas herramientas moleculares, incluyendo compuestos que podrían funcionar como antibióticos, pero de forma diferente a las que se utilizan actualmente.

¿Qué encontró la IA?

Los investigadores utilizaron una herramienta de inteligencia artificial llamada APEX, desarrollada por el laboratorio de De la Fuente, para identificar candidatos a antibióticos entre la biología antigua.

Utilizando este sistema de IA, los científicos analizaron las propiedades antibacterianas de proteínas arqueasinas presentes en las células de 233 variedades de estos microbios.

Los cálculos demostraron que más de 12.000 de los péptidos (cadenas cortas de aminoácidos, una especie de bloques de construcción de las proteínas) estudiados podrían bloquear la actividad de importantes sistemas celulares y enzimas de patógenos.

Luego, los investigadores seleccionaron 80 arqueasinas para probarlas contra bacterias reales.

De estas 80 candidatas, el 93 % mostró actividad contra al menos una bacteria, mientras que el efecto de uno de estos compuestos resultó comparable con el de la polimixina B, un antibiótico comúnmente utilizado como último recurso contra infecciones resistentes a fármacos.

«La investigación demuestra que existen potencialmente muchos antibióticos por descubrir en las arqueas», resaltó De La Fuente.

«Dado que cada vez más bacterias desarrollan resistencia a los antibióticos existentes, es fundamental encontrar nuevos antibióticos en lugares no convencionales para reemplazarlos», concluyó.