La Inteligencia Artificial (IA) tiene el potencial de revolucionar diversos campos y acelerar el progreso científico. En este sentido, la Dra. Das y su equipo de investigación, han aprovechado la IA para desarrollar antimicrobianos innovadores para luchar contra las bacterias letales resistentes a los antibióticos. Se centra actualmente en el desarrollo de nuevos algoritmos, métodos y herramientas para desarrollar sistemas de IA generativa que se crean a partir de modelos fundacionales. Su equipo también está trabajando en el uso de datos sintéticos para que los modelos de IA sean más fiables y para garantizar la imparcialidad y la solidez en las aplicaciones posteriores de la IA.

La lucha contra las superbacterias

Los antibióticos se utilizaron por primera vez para tratar infecciones graves en la década de 1940. Desde entonces, han salvado millones de vidas y han transformado la medicina moderna. Sin embargo, los CDC calculan que cada año se prescriben unos 47 millones de tratamientos con antibióticos para infecciones que no los necesitan.

El uso excesivo de antibióticos es un problema crítico porque contribuye al desarrollo de infecciones resistentes a los mismos, causadas por bacterias comunes como la E. coli y el estafilococo, así como por bacterias más peligrosas y raras como el SARM. Estas infecciones resistentes son difíciles de tratar y pueden tener consecuencias graves como la sepsis, el mal funcionamiento de los órganos y la muerte.

Cuando los antibióticos tradicionales ya no son capaces de eliminar eficazmente las bacterias, resulta mucho más difícil o incluso imposible tratar y controlar las infecciones. Estas bacterias resistentes a los antibióticos -comúnmente denominadas superbacterias- pueden propagarse rápidamente y causar infecciones graves, sobre todo en hospitales y otros centros sanitarios. Las superbacterias también pueden encontrarse en el medio ambiente, en los alimentos y en las superficies, y además pueden transmitirse de persona a persona.

Se trata de un grave problema sanitario mundial. Las enfermedades resistentes a los medicamentos matan a 700.000 personas al año en todo el mundo; para 2050, se prevé que esa cifra aumente hasta los 10 millones de muertes anuales.

Agilizar el desarrollo de fármacos con la IA

El método convencional de creación de un nuevo fármaco antimicrobiano es una empresa larga y costosa, que suele llevar muchos años y una fuerte suma de dinero antes de que pueda estar disponible comercialmente. Pero los recientes avances en Inteligencia Artificial (IA) están revolucionando el proceso de descubrimiento y desarrollo de fármacos.

Al utilizar la capacidad de la IA para generar y evaluar numerosos posibles fármacos candidatos, los investigadores pueden señalar rápidamente las opciones más prometedoras y concentrar sus esfuerzos en ellas. Esto agiliza el proceso de desarrollo de fármacos, reduciendo el tiempo y los costes que conlleva y conduciendo a la producción de medicamentos antimicrobianos más eficaces a un ritmo más rápido.

En un esfuerzo de colaboración entre la Dra. Das y su equipo de IBM, así como otras organizaciones, se llevó a cabo un estudio para encontrar soluciones innovadoras al problema de la resistencia a los antimicrobianos. Se utilizó la IA para sintetizar y evaluar 20 diseños únicos de péptidos antimicrobianos, elegidos entre un conjunto de 90.000 secuencias.

El equipo probó estos diseños contra una amplia gama de bacterias gramnegativas y grampositivas, lo que condujo a la identificación de seis fármacos candidatos con éxito. La toxicidad de estos candidatos se evaluó, además, tanto en un modelo de ratón como en un tubo de ensayo.

Los modelos de IA se diseñaron específicamente para combatir la resistencia a los antibióticos, incorporando controles de eficacia de amplio espectro y baja toxicidad, y frenando la aparición de resistencias. Este enfoque pretendía crear soluciones eficaces que no sólo lucharan contra las bacterias resistentes, sino que también minimizaran el riesgo de efectos secundarios nocivos y evitaran que se desarrollara una mayor resistencia.

Éxito impulsado por la IA

La Dr. Das expresó su entusiasmo por el éxito del diseño, señalando que encarna muchas de las características buscadas que se esperan en la próxima generación de fármacos candidatos. La IA puede acelerar el proceso de diseño de antimicrobianos en tan sólo un mes y medio, significativamente más rápido que el método convencional que lleva varios años.

Los investigadores de IBM han aprovechado el poder de la IA generativa para agilizar el desarrollo de nuevos fármacos antimicrobianos. Además, han utilizado la IA para crear herramientas valiosas, como MolFormer y MolGPT, para predecir las propiedades de las moléculas químicas, lo que desempeña un papel crucial en diversos campos, como el descubrimiento de fármacos y el diseño de materiales.

El uso de la IA para acelerar el descubrimiento de nuevos fármacos antimicrobianos ha demostrado ser un revulsivo, ya que ofrece ventajas evidentes como una mayor rapidez y una reducción de los gastos. Además, los modelos de IA ofrecen un enfoque más racionalizado al dirigir la atención de los investigadores hacia las pistas más prometedoras. La IA generativa permite a los científicos diseñar compuestos farmacológicos innovadores que presentan características únicas y una eficacia elevada en comparación con los fármacos existentes.

Fuente: Forbes