Proteínas diseñadas por inteligencia artificial podrían proteger contra el veneno letal de las serpientes
Utilizando la inteligencia artificial, los científicos han diseñado proteínas que contrarrestan las toxinas de las cobras y otras serpientes venenosas. Esta prueba de concepto podría dar lugar a un nuevo tratamiento contra las mordeduras de serpiente. En pruebas de laboratorio, las proteínas adaptadas salvaron la vida de ratones expuestos a una dosis letal de toxinas, según informaron los investigadores el 15 de enero en Nature.
«Estas proteínas son realmente eficaces», afirma Michael Hust, investigador de anticuerpos de la Universidad Técnica de Braunschweig (Alemania), que no participó en el estudio. «Los ratones sobreviven. Esto es exactamente lo que pretendemos».
Esta investigación se basa en el trabajo pionero que valió a tres científicos el Premio Nobel de Química de 2024. En 2022, el biotecnólogo médico Timothy Jenkins se topó con un preprint del laboratorio de David Baker en la Universidad de Washington, uno de los galardonados con el Nobel. En él se describían proteínas diseñadas por inteligencia artificial que se adherían fuertemente a moléculas específicas.
Esto despertó una idea: ¿podría la IA diseñar una proteína que se adhiriera a las toxinas del veneno de serpiente y las neutralizara?
La búsqueda de Jenkins de nuevas terapias contra las mordeduras de serpiente
Jenkins, de la Universidad Técnica de Dinamarca, llevaba años intentando crear nuevas terapias para las mordeduras de serpiente, que se cobran unas 100.000 vidas al año en todo el mundo. Las mordeduras de serpientes venenosas pueden inyectar una amplia gama de toxinas, entre ellas las de tres dedos, que paralizan los músculos, detienen el corazón y alteran la respiración. Aunque existen antivenenos, Jenkins señala que la tecnología está anticuada. «No hay muchos beneficios, así que la innovación ha sido limitada», afirma.
En la actualidad, la producción de antivenenos implica ordeñar el veneno de las serpientes, un proceso peligroso, e inyectar pequeñas cantidades de veneno en caballos u otros animales para obtener anticuerpos. Estos anticuerpos, cuando se administran a las víctimas de mordeduras de serpiente, neutralizan las toxinas. Sin embargo, la fabricación de antídotos es cara y lenta, lo que ha llevado a los científicos a explorar métodos alternativos. Un método prometedor consiste en cribar una gran colección de anticuerpos fabricados en laboratorio para identificar los que se dirigen a toxinas específicas.
Ahora, gracias a la IA, los científicos pueden diseñar proteínas dirigidas a toxinas de forma más rápida y asequible. Jenkins y Baker se asociaron para crear proteínas personalizadas utilizando un modelo de IA llamado RFdiffusion, una herramienta gratuita de diseño de proteínas similar a las IA generadoras de imágenes. En lugar de crear imágenes, RFdiffusion genera diseños de proteínas que se dirigen con precisión a las moléculas que los científicos desean neutralizar.
Enseñar al modelo a construir proteínas a partir de estructuras y secuencias de aminoácidos conocidas
El equipo de Baker había entrenado previamente el modelo de inteligencia artificial a partir de todas las estructuras proteicas conocidas y sus secuencias de aminoácidos, los componentes moleculares que se pliegan en la forma tridimensional de una proteína. A continuación, deconstruyeron computacionalmente estas formas, enseñando al modelo a ensamblar una proteína completa a partir de sus partes, de forma parecida a como se aprende a construir el motor de un coche desmontando uno.
Baker y Jenkins utilizaron la IA para diseñar proteínas que se unieran a las toxinas del veneno y luego las sintetizaron en el laboratorio. Como una tapa magnética que impide que una llave encaje en una cerradura, las proteínas personalizadas impidieron que la toxina se adhiriera a las células.
El equipo inyectó las proteínas a 20 ratones 15 minutos después o simultáneamente con una dosis letal de veneno de cobra. Todos los ratones sobrevivieron.
«Esto nos entusiasmó mucho», afirma Jenkins, que lo considera una clara demostración de la eficacia de las proteínas. El siguiente paso del equipo es convertir estas proteínas en un producto que pueda probarse en humanos. Los investigadores tendrán que asegurarse de que las proteínas personalizadas son seguras y no se unen de forma inesperada a los tejidos humanos, según Hust.
Jenkins reconoce que este estudio es sólo el primer paso para neutralizar los efectos nocivos del veneno. «Se trataba en gran medida de demostrar que esta tecnología increíblemente nueva funciona», afirma.
Read the original article on: Science News
Read more: Scientists Recommend Eating More Python
