Un científico español resucita moléculas de mamut para crear antibióticos

El biotecnólogo español César de la Fuente, líder del Machine Biology Group en la Universidad de Pensilvania (EE.UU.), cree que la solución al problema pasa por traer de vuelta a la vida moléculas a las que los microorganismos no sepan enfrentarse, las que pertenecen a organismos extintos. Lleva a cabo esta técnica, llamada desextinción molecular, con la ayuda del aprendizaje profundo (deep learning) y ya ha producido candidatos a antibióticos preclínicos 'resucitando' moléculas de neandertales (neandertalina-1) y denisovanos, dos especies humanas desaparecidas hace decenas de miles de años. Este martes presenta en la revista 'Nature Biomedical Engineering' nuevas moléculas esperanzadoras recuperadas del mamut y otros animales del pasado, como el elefante de colmillos rectos, la antigua vaca marina, el perezoso gigante y el alce gigante.

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Los genomas expresan proteínas con propiedades antimicrobianas naturales, producidas y seleccionadas a través de la evolución. La desextinción molecular plantea la hipótesis de que estas moléculas podrían ser candidatas principales para nuevos fármacos seguros. En el nuevo artículo, el equipo utiliza el aprendizaje profundo para extraer los proteomas -grupo de proteínas elaboradas por un organismo- de todos los organismos extintos disponibles para el descubrimiento de péptidos antibióticos.

Para ello, los investigadores han desarrollado una inteligencia artificial llamada APEX (siglas en inglés de Desextinción de Péptidos Antibióticos), que utiliza una arquitectura de aprendizaje multitarea para predecir la actividad antimicrobiana de los péptidos. El algoritmo extrajo más de diez millones de péptidos y predijo 37.176 secuencias con actividad antimicrobiana, 11.035 de las cuales no se encontraron en organismos existentes. Finalmente, el equipo sintetizó 69 péptidos y confirmó experimentalmente su actividad contra patógenos bacterianos. La mayoría de los péptidos mataron las bacterias al despolarizar su membrana citoplasmática, al contrario de los péptidos antimicrobianos conocidos, que tienden a atacar la membrana externa.

En particular, los compuestos de plomo (incluidos los llamados mammuthusin-2 del mamut lanudo, elephasin-2 del elefante de colmillos rectos, hidrodamin-1 de la antigua vaca marina, mylodonin-2 del perezoso gigante y megalocerin-1 del alce gigante extinto) mostraron actividad antiinfecciosa en ratones con abscesos cutáneos o infecciones en los muslos.

«La resistencia a los antimicrobianos es una de las mayores amenazas de nuestro tiempo y se necesitan urgentemente nuevos antibióticos», advierte en su cuenta de X De la Fuente, quien hace tan solo unos días publicó en la revista 'Cell', junto a científicos de la Universidad Tecnológica de Queensland (Australia), una investigación que identificó, con ayuda de la IA, casi un millón de fuentes potenciales de antibióticos en la naturaleza. A su juicio, la extinción molecular ayudada por el aprendizaje profundo puede acelerar el descubrimiento de moléculas terapéuticas y ofrecer un marco completamente nuevo para el descubrimiento de fármacos.