Inteligencia artificial para diseñar antídotos contra los venenos de serpientes

Un equipo científico ha diseñado gracias a la inteligencia artificial (IA) nuevas proteínas que neutralizan las toxinas letales del veneno de la cobra, lo que podría ofrecer una alternativa más segura y eficaz a los antídotos tradicionales.

Los detalles de la investigación, probada en experimentos en ratones, se publican en la revista Nature en un artículo que lidera el último premio Nobel de Química, David Baker.

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, recoge EFE.

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.

Nuevas formas de trabajar

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 trabajo.

El equipo dirigido por David Baker, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, y Timothy Patrick Jenkins, de la Universidad Técnica de Dinamarca, utilizó herramientas de aprendizaje profundo para diseñar nuevas proteínas que se unen a las toxinas mortales de las cobras y las neutralizan -Baker se llevó el nobel por el diseño computacional de proteínas-.

La investigación hecha en ratones se centra en las llamadas toxinas de tres dedos (llamadas así por la forma que adoptan, como los tres dedos de una mano, propias de mambas y cobras). 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 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.