La IA impulsa la investigación del MIT sobre el desarrollo de antibióticos contra las superbacterias
El año pasado, investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos, lanzaron un desafío innovador a un sistema de inteligencia artificial: desarrollar moléculas completamente nuevas con potencial para convertirse en antibióticos eficaces.
Tras meses de entrenamiento intensivo, la inteligencia artificial logró, en apenas uno o dos días, generar más de 29 millones de nuevas moléculas, una hazaña que marca una nueva era en el descubrimiento de fármacos.
Tradicionalmente, la identificación de nuevos fármacos es un procedimiento complejo y que requiere mucho tiempo. Sin embargo, la aplicación de la inteligencia artificial está empezando a revolucionar este panorama, prometiendo acelerar significativamente el proceso.
La investigación del MIT se centra en combatir las infecciones que se han vuelto resistentes a los antibióticos, responsables de más de un millón de muertes al año en todo el mundo. La capacidad de los medicamentos existentes no sigue el ritmo de la evolución de estas amenazas.
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El profesor de ingeniería médica del MIT, James Collins, destacó el desequilibrio entre el aumento de patógenos resistentes y la disminución en el desarrollo de nuevos antibióticos a lo largo de las décadas.
La inteligencia artificial avanza en la creación de compuestos antibióticos
Un estudio reciente, publicado en la revista “Cell”, forma parte del proyecto Antibiotics-AI del laboratorio Collins y demuestra el papel crucial de la inteligencia artificial para lograr importantes avances en medicina.
El equipo sintetizó algunos de los compuestos generados por la IA y logró erradicar una infección resistente en un ratón utilizando uno de ellos. En pruebas adicionales con otro método de generación de moléculas, se repitieron los resultados positivos, lo que solidificó la viabilidad de desarrollar medicamentos totalmente diseñados con IA para tratar infecciones graves.
El desafío actual en el desarrollo de antibióticos
El método convencional para crear nuevos antibióticos implica probar compuestos individualmente o analizar muestras de suelo en busca de moléculas prometedoras. Este proceso ha demostrado ser ineficiente para las necesidades actuales.
Desde la década de 1980, la FDA (Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos) ha aprobado unas pocas docenas de nuevos antibióticos, la mayoría de los cuales son pequeñas modificaciones de medicamentos existentes.
El desarrollo de nuevos medicamentos requiere un tiempo considerable y los ensayos en humanos aún se encuentran en las primeras etapas y llevarán un largo período de tiempo.
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Collins explicó que las últimas décadas han estado marcadas por un “vacío de descubrimientos”, donde surgieron nuevos antibióticos, pero eran muy similares a los anteriores, solo versiones adaptadas.
La situación se ve agravada por cuestiones económicas, según Collins. Desarrollar un antibiótico tiene un coste similar al de un medicamento para el cáncer o la hipertensión, por ejemplo.
La diferencia radica en el tiempo de uso: los antibióticos se utilizan durante unos días, mientras que los medicamentos para el cáncer o la hipertensión se pueden consumir durante meses o años. En consecuencia, los nuevos antibióticos generan una fracción de las ganancias, lo que hace que surjan pocas opciones en el mercado para infecciones complejas.
Inteligencia artificial en la medicina moderna
El laboratorio de Collins se dedica al estudio de los antibióticos desde hace aproximadamente 20 años. Hace seis años, el equipo decidió centrarse en la inteligencia artificial como principal herramienta de descubrimiento. Inicialmente, la IA se empleó para analizar bibliotecas de compuestos conocidos, lo que condujo a la identificación de moléculas capaces de combatir infecciones de formas innovadoras.
A partir del proyecto se creó una organización sin ánimo de lucro, Phare Bio, con el objetivo de llevar al mercado los compuestos más prometedores. La expectativa es comenzar ensayos clínicos con halicina, un fármaco desarrollado originalmente para tratar la diabetes en 2009, pero que el equipo descubrió más tarde que tenía una fuerte acción antibiótica.
Si bien el desarrollo de nuevos fármacos sigue llevando tiempo y los ensayos en humanos llevan tiempo, la IA ya está acelerando la fase inicial de descubrimiento. Este avance contribuye a reducir costes y aumentar las posibilidades de éxito.
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Collins afirmó que la inteligencia artificial ha permitido explorar un espectro químico mucho más amplio que el disponible en las bibliotecas tradicionales, abriendo caminos a moléculas completamente nuevas.
Según él, el mismo enfoque se puede adaptar a otras áreas de la medicina, ya que todos los métodos de IA utilizados en el proyecto se pueden aplicar fácilmente al desarrollo de otros tipos de tratamientos.
