En enero del año 2017 en este blog (lapesteloca)
hablamos de que se habían descubierto unos nuevos organismos,
las Arqueas de Asgard, en la oportunidad cuando los investigadores
habían encontrado genes que apoyaban la idea de que los Eucariotas
evolucionaron desde un grupo de seres vivos muy relacionado con estas Arqueas
de Asgard.
Las arqueas son microorganismos unicelulares
que conforman uno de los tres dominios de la vida, junto a las bacterias y las
eucariotas (los humanos, los animales y las plantas). Son integrantes de los
peldaños originales de la evolución de la Tierra primitiva y, en aquel entorno
hostil, aprendieron a vivir a temperaturas extremas (más de 80 grados en
géiseres), alta salinidad, acidez o alcalinidad y altas presiones (están
presentes en las profundidades de los océanos). Las arqueas, también han logrado sobrevivir a sus vecinas biológicas,
las bacterias, con las que compiten por espacios y recursos.
Conocidas todas estas evidencias, en este año 2025,
el biotecnólogo español César de la Fuente,
llego a pensar en su laboratorio de la Universidad de Pensilvania, ante la
resistencia desarrollada por los microorganismos a fármacos existentes, cabría
examinar las condiciones, de las que tendrían que disponer las arqueas, como
mecanismos de defensa que podrían abrir una puerta a nuevos antibióticos.
Con la
ayuda de la inteligencia artificial (IA) y un aprendizaje profundo
computacional, el equipo ha hallado agentes antimicrobianos, que han denominado
“arqueasinas”, en un 93% de los 80
compuestos identificados por la IA. La arqueasina-73
ha arrojado resultados en modelos in vivo comparables a los de
la polimixina B, un antibiótico que se usa como último recurso, según publica este
martes Nature
Microbiology.
Los
antibióticos existentes surgen de las armas químicas desarrolladas por los
microbios para defenderse de otras especies y se han buscado en todo tipo de entornos,
incluso en animales y humanos extintos. Pero, salvo investigaciones muy
limitadas, como la publicada en The Microbe sobre
las comunidades bacterianas y de arqueas en las termas romanas de la ciudad
británica de Bath, no se había indagado en las más de 20.000 especies de estos
resistentes organismos. Imágenes de
diversas arqueas se muestran a continuación: en la parte superior: Methanosarcina,
Ignicoccus con Nanoarchaeum, ARMAN y Haloquadratum. En la parte inferior se ven las
imágenes de: Methanohalophilus, Pyrococcus, Prometheoarchaeum y Halobacterium.
Explorar
cualquiera de estos dominios es fundamental ante el incremento de infecciones
resistentes a los medicamentos y mortalmente
peligrosas, consideradas por la Organización Mundial de la Salud como una de
las principales amenazas de la humanidad. En 2019, la resistencia a los
antibióticos bacterianos se asoció con 4,95 millones de muertes en todo el
mundo y, si no se encuentran alternativas, la cifra se duplicará en las dos
próximas décadas.
“Desde el descubrimiento de la penicilina, la
búsqueda de nuevos antibióticos se ha centrado prácticamente de forma exclusiva
en bacterias y hongos. Con nuestro trabajo, este paradigma cambia porque
encontramos antibióticos en un dominio de la vida prácticamente inexplorado”, resalta Cesar de La Fuente, el científico de la Universidad
de Pensilvania.
De esta
forma, la investigación de De la Fuente abre con las arqueas una importante
fuente de futuros tratamientos mediante una técnica que evita emplear lustros
en descartar e identificar los compuestos con capacidades antiinfecciosas. “La
inteligencia artificial puede revelar nuevos antibióticos de fuentes biológicas
inesperadas. Combinar algoritmos con pruebas
experimentales rápidas nos permite acelerar el descubrimiento a velocidad
digital”, destaca el biotecnólogo gallego.
El
bioquímico Marcelo Torres, coautor del estudio, insiste: “Nuestro estudio, revela que las
arqueas, un dominio de la vida aún por explorar, albergan un vasto reservorio
de moléculas antimicrobianas con el potencial de combatir la resistencia a los
antibióticos”.
Para el
trabajo, el equipo ha contado con la detallada información existente de las
arqueas y ha utilizado un programa de inteligencia artificial
(ApexOracle),
un modelo mejorado en relación con sus versiones anteriores y entrenado
específicamente para esta labor de bucear en el arqueoma. “Exploramos un dominio de la vida
prácticamente inexplorado y encontramos una mina nueva de antibióticos. Desde
el punto de vista biológico, situamos a las arqueas, junto a las bacterias y
los hongos, como una rica fuente de moléculas útiles”, resalta De la
Fuente.
El
sistema ha mejorado desde que el laboratorio comenzó a utilizar la IA y el
aprendizaje profundo para identificar compuestos. En los primeros trabajos, se
obtuvieron resultados en algo más del 60% de las propuestas arrojadas por la
computadora y se consideró un éxito. Con la reprogramación y perfeccionamiento
del modelo, este porcentaje se ha incrementado en 30 puntos. “Esto
nos dice que, cuántos más datos experimentales empleamos para entrenar al
modelo, mejor es el resultado”, explica el investigador.
La
combinación de herramientas informáticas con la química es un campo
creciente. Un estudio liderado
por Younes Smani, investigador en el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo
y profesor del Área de Microbiología de la Universidad Pablo de Olavide, ha
hallado en el tamoxifeno (un
tratamiento común contra el cáncer) y el raloxifeno,
un compuesto relacionado, la base para desarrollar una nueva serie de
potenciales antibióticos.
Además de
la identificación de nuevas moléculas antibacterianas, las investigaciones
también avanzan en nuevas fórmulas de administración de los fármacos para
aumentar su eficacia. Un equipo de investigación de la Universidad de Huelva,
la Universidad de Sevilla y
el Hospital
Universitario Virgen Macarena han utilizado nanotubos de carbono, un millón de veces
más finas que un cabello, para que el medicamento actúe de manera más
precisa en el foco de la infección y se incremente el tiempo durante el que son
efectivos. Esta entrega más eficiente del principio activo es otra estrategia
ante la resistencia a los antibióticos, como se descubre de una investigación
publicada en Journal of Drug Delivery Science and Technology.
Las tasas
de resistencia a los antibióticos según un informe de
Médicos Sin Fronteras,
“son alarmantemente altas en entornos de
conflicto, desplazamiento de población, desastres climáticos o en los que el
sistema sanitario es frágil”.
Maracaibo, martes 19 de agosto
del año 2025
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