MADRID, 21 Ago. (EUROPA PRESS) -
En un nuevo artículo publicado en 'Cell', investigadores de la Universidad de Pensilvania (Estados Unidos) han estudiado los microbiomas intestinales de casi 2000 personas y han descubierto docenas de posibles nuevos antibióticos gracias a los más de 100 billones de microbios que tiene el intestino humano.
"Pensamos en la biología como una fuente de información", "Todo es solo código. Y si podemos idear algoritmos que puedan clasificar ese código, podemos acelerar drásticamente el descubrimiento de antibióticos. Es un entorno muy hostil. Todas estas bacterias coexisten, pero también luchan entre sí. Un entorno así puede fomentar la innovación", dice el profesor adjunto presidencial de Bioingeniería e Ingeniería Química y Biomolecular en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, de Psiquiatría y Microbiología en la Facultad de Medicina Perelman y de Química en la Facultad de Artes y Ciencias, César de la Fuente.
En ese conflicto, el laboratorio de De la Fuente ve potencial para nuevos antibióticos, que algún día podrían contribuir a la propia reserva defensiva de la humanidad contra las bacterias resistentes a los fármacos. Después de todo, si las bacterias del intestino humano tienen que desarrollar nuevas herramientas en la lucha entre sí para sobrevivir, ¿por qué no utilizar sus propias armas contra ellas?
Dado que las bacterias evolucionan rápidamente, de la Fuente y sus coautores plantearon la hipótesis de que un entorno que fomenta la competencia, como el intestino humano, podría albergar numerosos compuestos antimicrobianos aún no descubiertos. "Cuando faltan recursos", señala de la Fuente, "es cuando la biología realmente encuentra soluciones innovadoras".
El grupo se centró en péptidos, cadenas cortas de aminoácidos, que ya han demostrado ser prometedores como nuevos antibióticos. "Extrajimos computacionalmente más de 400.000 proteínas", dice de la Fuente, refiriéndose al proceso mediante el cual la IA lee las letras del código genético y, tras haber sido entrenada con un conjunto de antibióticos conocidos, predice qué secuencias genéticas podrían tener propiedades antimicrobianas.
"Curiosamente, estas moléculas tienen una composición diferente a la que tradicionalmente se ha considerado antimicrobiana", afirma Marcelo DT Torres, investigador asociado en el laboratorio de De la Fuente y primer autor del artículo. "Los compuestos que hemos descubierto constituyen una nueva clase, y sus propiedades únicas nos ayudarán a comprender y ampliar el espacio de secuencias de los antimicrobianos".
Por supuesto, esas predicciones deben ser validadas experimentalmente; después de encontrar unos cientos de candidatos a antibióticos, los investigadores seleccionaron 78 para probarlos contra bacterias reales. Después de sintetizar estos péptidos, los investigadores expusieron cultivos bacterianos a cada péptido y esperaron 20 horas para ver qué péptidos inhibían con éxito el crecimiento bacteriano. Además, el equipo probó posteriormente los candidatos a antibióticos en modelos animales.
Más de la mitad de los péptidos probados funcionaron, es decir, inhibieron el crecimiento bacteriano de bacterias amigables o patógenas, y el candidato principal, la prevotelina-2, demostró capacidades antiinfecciosas equivalentes a la polimixina B, un antibiótico aprobado por la FDA que se usa hoy para tratar infecciones resistentes a múltiples fármacos, lo que sugiere que el microbioma intestinal humano puede contener antibióticos que algún día encontrarán aplicación clínica.
"Me sorprendió mucho haber identificado la prevotelina-2, que tiene actividades equivalentes a las de uno de nuestros antibióticos de último recurso, la polimixina B", afirma Bhatt. "Esto sugiere que la exploración del microbioma humano en busca de nuevas y emocionantes clases de péptidos antimicrobianos es un camino prometedor para los investigadores y los médicos, y muy especialmente para los pacientes", añade.
