«Eva», el robot inteligente que diseña medicamentos

Y no se trata solo de un deseo o un proyecto para el futuro, sino de algo presente y que ya está funcionando. Eva, en efecto, ya ha dado sus primeros pasos como científico independiente y ha descubierto, ella solita, que un conocido compuesto que se utiliza en la lucha contra el cáncer podría usarse, también, para combatir la malaria.

Los "robots científicos" son la consecuencia lógica de la cada vez mayor automatización de muchos procedimientos ampliamente utilizados en ciencia. Los robots ya pueden, por ejemplo, desarrollar automáticamente (y demostrar) hipótesis que expliquen las observaciones, además de llevar a cabo experimentos de laboratorio, interpretar los resultados de esos experimentos para mejorar sus hipótesis y repetir, por último, una y otra vez el ciclo para llegar a conclusiones cada vez más acertadas. En otras palabras, pueden hacer lo mismo que un equipo completo de investigadores, pero mucho más deprisa.

Los "robots científicos", además, resultan especialmente adecuados para "recordar" todo el conocimiento que existe sobre un tema o problema concreto. Así, al mismo tiempo que conciben y ejecutan experimentos, los robots graban en sus bancos de memoria, y recuerdan para siempr, todos los aspectos relacionados con su investigación.

Ya en 2009, un robot llamado Adam construido por investigadores de las universidades de Aberystwyth y Cambridge, se convirtió en la primera máquina que fue capaz, de forma totalmente independiente, de llevar a cabo un descubrimiento para la Ciencia. Y ha sido el mismo equipo (humano) el que ahora ha desarrollado a Eva, cuyo "hogar" está en la Universidad de Manchester y cuyo propósito es acelerar el descubrimiento y desarrollo de nuevos fármacos y de conseguir, además, que su producción sea más barata de lo que es en la actualidad.

En su artículo, los investigadores describen cómo Eva puede ser una ayuda inestimable a la hora de identificar nuevos medicamentos para curar la malaria y otros males tropicales poco comunes y algo descuidados por la Ciencia, como son la enfermedad del sueño africana o la enfermedad de Chagas.

"Las enfermedades tropicales son un azote para la humanidad -asegura Steve Oliver, de la Universidad de Cambridge- ya que infectan a cientos de millones de personas y matan a varios millones de ellos cada año. Sabemos lo que causa esas enfermedades y sabemos también que podemos, en teoría, atacar a los parásitos que las causan utilizando determinados tipos de fármacos. Pero el coste y la lentitud en el desarrollo de esos fármacos, además del escaso retorno económico que suponen, hacen que sean muy poco atractivos para la industria farmacéutica".

"Pero Eva -continúa el investigador- puede usar su inteligencia artificial para aprender de las experiencias anteriores en este campo, y seleccionar compuestos que tengan una alta probabilidad de ser muy activos contra el objetivo elegido. Para ello se utiliza un sistema de detección inteligente, basado en levaduras genéticamente modificadas. Eso permite a Eva excluir compuestos que resulten tóxicos para las células y seleccionar solo aquellos que efectivamente bloqueen la acción de la proteína del parásito, dejando intacta cualquier proteína humana equivalente. Lo cual, a su vez, reduce la incertidumbre, los costes y el tiempo necesario para identificar los fármacos más adecuados, a la vez que mejora la vida de millones de personas en todo el mundo".

Eva, en efecto, ha sido diseñada para automatizar las primeras fases (normalmente las más largas y costosas) del diseño de nuevos medicamentos. Primero, Eva prueba, uno a uno y de forma sistemática, cada uno de los miembros de una larga lista de compuestos, tal y como se hace normalmente, pero de forma mucho más rápida y efectiva.

Los compuestos son probados uno a uno en tests especialmente diseñados para ser llevados a cabo de forma automática, lo que permite seleccionar los más adecuados de una forma mucho más rápida y económica de la que se utiliza normalmente en este tipo de test. El sistema puede ser aplicado a prácticamente todo tipo de ensayos, y tiene la ventaja de que de esta forma aumenta mucho la probabilidad de realizar un descubrimiento sin salirse de los presupuestos.

Eva es capaz de analizar más de 10.000 compuestos diferentes cada día, muy por encima de las posibilidades de cualquier laboratorio actual. Después aplica los test a los más prometedores y repite esas pruebas en múltiples ocasiones para evitar un falso positivo. Por último, y partiendo de esta serie de éxitos confirmados, Eva aplica la estadística y el aprendizaje automático para predecir nuevas estructuras que puedan conseguir mejores resultados en los ensayos. Lo único que le faltaría es la capacidad de sintetizar, por sí misma, los compuestos seleccionados, aunque según los investigadores las futuras versiones del robot podrán incorporar esta característica.

"Cualquier industria -explica Ross King, de la Universidad de Manchester- se beneficia actualmente de la automatización, y la ciencia no es una excepción. Incorporar el aprendizaje automático puede convertir un proceso que actualmente se lleva a cabo con la fuerza bruta en otro inteligente, algo que podría acelerar enormemente el progreso científico y conseguir grandes recompensas".

Para probar la viabilidad de Eva, los investigadores desarrollaron ensayos dirigidos especialmente contra moléculas clave de los parásitos responsables, entre otras, de enfermedades como la malaria, el Chagas o la esquistosomiasis, y probaron contra ellas toda una batería de 1.500 compuestos químicos diferentes. Con ese material, Eva mostró que un compuesto concreto, que hasta ahora solo se había utilizado contra el cáncer, es capaz también de inhibir una molécula clave (la DHFR) en el parásito de la malaria. Otras drogas capaces de inhibir la misma molécula se están suministrando en la actualidad a más de un millón de niños. Pero la aparición de cepas de parásitos resistentes a los fármacos actuales hace que resulte urgente seguir investigando en nuevos medicamentos.

"A pesar de los esfuerzos - explica King- nadie ha sido capaz de encontrar un nuevo compuesto capaz de inhibir la molécula DHFR y pasar al mismo tiempo los ensayos clínicos. Por eso, el hallazgo de Eva podría ser mucho más importante e ir más allá de una simple demostración de lo que es capaz de hacer".