Los científicos han encontrado un medicamento que podría combatir las infecciones resistentes a los medicamentos, y lo hicieron utilizando inteligencia artificial.
Utilizando un algoritmo de aprendizaje automático, investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la Universidad McMaster de Canadá han identificado un nuevo antibiótico que puede matar un tipo de bacteria responsable de muchas infecciones resistentes a los medicamentos.
El compuesto mata a Acinetobacter baumannii, que es una especie de bacteria que se encuentra a menudo en los hospitales. Puede provocar neumonía, meningitis y otras infecciones graves.
El microbio también es una de las principales causas de infecciones en soldados heridos en Irak y Afganistán.
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Usando un algoritmo de inteligencia artificial, investigadores del MIT y la Universidad McMaster han identificado un nuevo antibiótico que puede matar un tipo de bacteria (Acinetobacter baumannii, rosa) que es responsable de muchas infecciones resistentes a los medicamentos. (Christine Daniloff/MIT; imagen de Acinetobacter baumannii cortesía de CDC)
Durante las últimas décadas, muchas bacterias patógenas se han vuelto cada vez más resistentes a los antibióticos, mientras que se han desarrollado pocos antibióticos nuevos.
El MIT dijo en un comunicado que los investigadores identificaron el fármaco de un catálogo de casi 7.000 posibles compuestos farmacológicos utilizando un modelo de aprendizaje automático que entrenaron para evaluar si un compuesto químico inhibirá el crecimiento de la bacteria.
Para obtener datos de entrenamiento para el modelo, primero expusieron las bacterias cultivadas en una placa de laboratorio a alrededor de 7500 compuestos químicos diferentes para ver cuál podría inhibir el crecimiento del microbio. Introducieron la estructura de cada molécula en su modelo y le dijeron si cada estructura podía inhibir el crecimiento bacteriano.
La gente camina por el campus del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge, Massachusetts, el miércoles 2 de junio de 2021. (Fotógrafo: Adam Glanzman/Bloomberg vía Getty Images)
Después de que el modelo fue entrenado, se usó para analizar un conjunto de 6680 compuestos que no había visto antes, y los investigadores redujeron 240 aciertos para probar experimentalmente, enfocándose en compuestos con estructuras que eran diferentes a las de los antibióticos existentes o moléculas del entrenamiento. datos. Esa prueba condujo a nueve antibióticos, incluido uno que era muy fuerte.
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El compuesto, que originalmente se exploró como un posible fármaco para la diabetes, resultó ser extremadamente eficaz para matar la bacteria. Sin embargo, no tuvo ningún efecto sobre otras especies de bacterias.
La universidad señaló que es deseable una capacidad de matar de "espectro estrecho" porque minimiza el riesgo de que las bacterias propaguen rápidamente la resistencia contra el fármaco. Además, el medicamento probablemente evitaría las bacterias beneficiosas que viven en el intestino humano y ayudaría a suprimir las infecciones oportunistas.
El stand de la Universidad McMaster en el Centro de Convenciones Metro Toronto. (RJ Johnston/Toronto Star a través de Getty Images)
Los científicos llamaron al fármaco abaucina y demostraron en estudios en ratones que podía tratar infecciones de heridas causadas por la bacteria. En pruebas de laboratorio, también se encontró que funciona contra una variedad de cepas de Acinetobacter baumannii resistentes a los medicamentos aisladas de pacientes humanos. Se demostró que la droga mata células al interferir con un proceso conocido como tráfico de lipoproteínas en experimentos adicionales. Las células lo usan para transportar proteínas desde el interior de la célula hasta la envoltura celular.
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Un laboratorio de la Universidad McMaster ahora está trabajando para que otros optimicen las propiedades medicinales del compuesto y, con suerte, lo desarrollen para su uso eventual en pacientes.
Los autores del estudio también planean usar su enfoque de modelado para identificar antibióticos potenciales para otros tipos de infecciones resistentes a los medicamentos.
Los hallazgos fueron publicados el jueves en la revista "Nature Chemical Biology".
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