Nobel de Química 2024 para la inteligencia artificial de Google que predice la estructura de las proteínas

«Tenemos un gran premio hoy», ha asegurado Heiner Linke, presidente del Comité Nobel de Química, tras dar a conocer a los galardonados. Estos investigadores no solo resolvieron un problema científico de hace 50 años sino que sus descubrimientos «abren enormes posibilidades» en muchos campos de la ciencia. Sus herramientas son fundamentales para comprender la biología de todos los seres vivos del planeta y pueden empujar el desarrollo de nuevos medicamentos o de tecnologías contra la contaminación plástica o la resistencia a los antibióticos. Suponen un antes y un después para la ciencia.

Las proteínas están formadas por 20 aminoácidos diferentes, que pueden describirse como los componentes básicos de la vida. En 2003, el estadounidense David Baker (Seattle, 1962) logró utilizar estos componentes para diseñar una proteína nueva que no se parecía a ninguna otra. Desde entonces, su grupo de investigación ha producido una proteína tras otra, incluidas algunas que pueden utilizarse como fármacos, vacunas, nanomateriales y sensores diminutos. «Podemos crear nuevas moléculas con funciones sorprendentes. Mi laboratorio trabaja en proteínas que capturan y almacenan carbono, se ensamblan en motores y descomponen el plástico», relataba en su día a este periódico el propio Baker.

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El segundo descubrimiento logró predecir de la estructura tridimensional de las proteínas, formada por largas cadenas de aminoácidos unidos entre sí que se pliegan como un origami. En 2020, el británico Hassabis (Londres, 1976) y el estadounidense John Jumper (Little Rock, Arkansas, 1985) presentaron un modelo de inteligencia artificial llamado AlphaFold2. Con su ayuda, han podido predecir la estructura de prácticamente todas las proteínas que los investigadores han identificado, 200 millones. Desde su gran avance, las predicciones de AlphaFold2, disponibles gratuitamente, han sido utilizadas por más de dos millones de personas de 190 países.

Entre una gran cantidad de aplicaciones científicas, los investigadores ahora pueden comprender mejor la resistencia a los antibióticos y crear imágenes de enzimas que pueden descomponer el plástico. También se ha aplicado, entre otras cosas, a la comprensión de las proteínas que afectan la salud de las abejas y al desarrollo de una vacuna eficaz contra la malaria. Igualmente, se ha empleado para acercarse a enfermedades como la leishmaniosis, la enfermedad de Chagas o la lepra. «Sentimos que habíamos cambiado el mundo», llegó a decir Jumper en una entrevista a ABC.

En conexión telefónica, Baker ha reconocido que, aunque había escuchado su nombre entre los posibles candidatos de los últimos años, el premio para él ha sido una sorpresa. «Estoy muy emocionado. Solo quiero agradecerle a mi familia y a toda la gente con la que he trabajado todos estos años y han hecho posible que lleguemos hasta aquí».

Al ser preguntado acerca de las implicaciones de la inteligencia artificial en el futuro, Baker ha afirmado que «son tremendas». «Mis colegas y yo llevábamos trabajando años en el diseño de proteínas, pero no fue hasta el descubrimiento de Hassabis y Jumper con la inteligencia artificial cuando la potencia y la precisión de la herramienta se incrementó de una forma increíble. Me emociona mucho pensar en todas las posibilidades que ofrece este sistema para hacer un mundo mejor, con aplicaciones para potenciar la medicina o la tecnología», ha señalado.

«Es tan increíble, tan irreal este momento. Es maravilloso, un honor tan grande», afirmaba emocionado Jumper en una rueda de prensa posterior al anuncio del Nobel. A su juicio, Alphafol permite «entender enfermedades, más gente estará sana con el trabajo que hacemos. Queremos hacer del mundo un lugar mejor y es maravilloso ver cada día el trabajo que hace la comunidad científica» con esta herramienta.

«La medicina es dura porque no comprendemos cómo funciona el cuerpo, es una máquina muy complicada», ha dicho Jumper. «Alphafold puede ayudar a muchos científicos en todo el mundo a entender las enfermedades y luchar más rápido contra ellas», ha subrayado al tiempo que ponía como ejemplo la proteína clave para la transmisión de la malaria.

De forma similar se ha expresado Hassabis, quien subrayaba que ha dedicado toda su vida a la inteligencia artificial porque está convencido de su «potencial para acelerar los descubrimientos científicos».

Las contribuciones de AlphaFold a la ciencia han sido ampliamente elogiadas. Entre sus reconocimientos se encuentran el Premio de Investigación Médica Básica Albert Lasker 2023 o el Premio Breakthrough en Ciencias de la Vida 2023. Baker, Hassabis y Jumper recibieron el Premio Fronteras del Conocimiento en Biomedicina en 2023. Y Hassabis se llevó el Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica en 2022, precisamente, entre otros, junto a Geoffrey Hinton, que el martes ganaba el Nobel de Física.

«Me lo esperaba», ha asegurado a ABC sobre el nuevo Nobel Sílvia Osuna, investigadora ICREA en el Instituto de Química Computacional y Catálisis (IQCC) de la Universidad de Girona. La científica, que diseña enzimas para acelerar reacciones químicas y crear nuevos fármacos para reducir el colesterol o la diabetes, considera que el impacto del trabajo de los premiados «es enorme». Hasta 2020 los métodos computacionales que existían para predecir la estructura de las proteínas «no eran muy precisos. Alphafold lo cambió todo. Ha impulsado el desarrollo de muchas herramientas y lo que antes se tardaba años en conseguir ahora se hace un cuestión de minutos. Esto tiene un gran impacto en muchos campos, desde la medicina a la industria», señala.

«La vida no podría existir sin las proteínas. El hecho de que ahora podamos predecir las estructuras proteicas y diseñar nuestras propias proteínas es un gran beneficio para la humanidad», han dicho desde la academia sueca. Sin embargo, no todo son luces. De la misma manera que el diseño computacional puede sacar adelante nuevos fármacos -el año pasado se aprobó el primero, la vacuna SKYCovione contra el Covid-19- alguien podría hacer lo mismo para implementar agentes biológicos peligrosos y utilizarlos como armas. Por eso, más de 160 científicos de todo el mundo firmaron una iniciativa para que el diseño de proteínas con herramientas de aprendizaje profundo no pueda ser utilizado con fines malévolos. Entre los impulsores de la iniciativa, Baker, quien para evitarlo apostaba por «examinar y registrar todas las moléculas que se intenten fabricar». Hassabis apostaba este miécoles por una «colaboración internacional» para evitar los malos usos.

El Nobel de Química está dotado con 10 millones de coronas suecas, esto es, 900.000 euros. En 2023, el reconocimiento fue para el francés Moungi Bawendi, el estadounidense Louis Brus y el ruso Alexei Ekimov por la invención de los puntos cuánticos, unas partículas diminutas que tienen múltiples aplicaciones en el campo de la nanotecnología, desde la iluminación de televisores y lámparas LED a la cirugía del tejido tumoral.