El reciente ganador del Nobel de química y un colega danés han conseguido gracias al empleo de la IA sintetizar unas antitoxinas de lograron un éxito del 100% contra el veneno mortal de la cobra. El equipo utilizó inteligencia artificial para diseñar proteínas que se unen y neutralizan uno de los componentes más letales de dicha ponzoña.
David Baker ha encabezado un estudio que intenta replantear el tratamiento de las mordeduras de serpiente. En él se describe cómo las toxinas letales de la saliva de las serpientes pueden volverse ineficaces gracias al empleo de proteínas diseñadas por inteligencia artificial, una técnica que se espera que resulte más eficaz, menos peligrosa y más asequible.
El veneno de la cobra
Un equipo científico de EE UU y Dinamarca ha diseñado nuevas proteínas, gracias a la inteligencia artificial (IA), que neutralizan las toxinas letales del veneno de la cobra. Este avance, probado en ratones, ofrece una alternativa más segura y eficaz a los antídotos tradicionales y podría transformar el tratamiento de las mordeduras de serpiente.
Los detalles de la investigación se publican en la revista Nature en un artículo liderado por David Baker, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, último premio Nobel de Química, y Timothy Patrick Jenkins, de la Universidad Técnica de Dinamarca.
Las mordeduras de serpiente venenosa afectan cada año a entre 1,8 y 2,7 millones de personas, provocando unas 100.000 muertes anuales y el triple de discapacidades permanentes, incluida la pérdida de miembros. Según un comunicado de la Universidad Técnica de Dinamarca, que cita datos de la Organización Mundial de la Salud, la mayoría de las lesiones se producen en África, Asia y América Latina, donde «la debilidad de los sistemas sanitarios agrava el problema».
En la actualidad, los únicos antivenenos utilizados para tratar a las víctimas de mordeduras de serpiente proceden del plasma animal y a menudo tienen un coste elevado, una eficacia limitada y efectos secundarios adversos. Además, los venenos difieren mucho de una especie de serpiente a otra, lo que obliga a personalizar los tratamientos, recuerda la universidad.
En los últimos años, sin embargo, los científicos han profundizado en el conocimiento de las toxinas de serpiente y han desarrollado nuevas formas de combatir sus efectos, como en este nuevo trabajo. El equipo dirigido por Baker y Jenkins utilizó herramientas de aprendizaje profundo para diseñar nuevas proteínas que se unen a las toxinas mortales de las cobras y las neutralizan.
La investigación hecha en ratones se centra en las llamadas toxinas de tres dedos. Aunque las proteínas diseñadas todavía no protegen del veneno completo –que es una mezcla compleja de diferentes toxinas exclusivas de cada especie de serpiente–, las moléculas generadas por IA proporcionan una protección total contra dosis letales de toxinas de tres dedos, con una tasa de supervivencia de los ratones del 80-100 %.
«Las antitoxinas que hemos creado son fáciles de descubrir utilizando únicamente métodos computacionales y son baratas de producir y robustas en las pruebas de laboratorio», resume Baker.
Las nuevas antitoxinas
Las nuevas antitoxinas pueden fabricarse con microbios, lo que evita la inmunización tradicional con animales -los sueros antiofídicos de hoy en día se elaboran a partir de los anticuerpos que genera el veneno en otros animales-. También se reducen los costes de producción.
Además, otra ventaja es que las proteínas diseñadas son pequeñas, tanto que se espera que penetren mejor en los tejidos y neutralicen las toxinas más rápidamente que los anticuerpos actuales, según los autores.Y como las proteínas se crearon íntegramente en el ordenador mediante un software basado en inteligencia artificial, se redujo «drásticamente» el tiempo empleado en la fase de descubrimiento.
«No tuvimos que realizar varias rondas de experimentos de laboratorio para encontrar antitoxinas que funcionaran bien; el software de diseño es tan bueno que solo tuvimos que probar unas pocas moléculas«, apunta Baker.
Son «resultados alentadores», dicen los autores, pero queda trabajo por hacer. No obstante, el método de desarrollo de fármacos descrito en el estudio también podría ser útil para otras enfermedades, como ciertas infecciones víricas, y favorecer sobre todo a entornos con recursos limitados.
