La Inteligencia Artificial, un aliado frente a la resistencia a los antibióticos

La investigación sobre nuevos antibióticos que permitan abordar infecciones causadas por bacterias multirresistentes está cobrando un gran protagonismo en los últimos años debido a la creciente incidencia de este problema. Genera especial alarma la capacidad de resistencia de algunas bacterias gramnegativas frente a prácticamente todos los antibióticos comercializados. Entre ellas, Acinetobacter baumanii es una de las más preocupantes porque habitualmente provoca infecciones en el entorno hospitalario en pacientes en cuidados intensivos, con sistemas inmunitarios debilitados. En este contexto, las infecciones causadas por este microorganismo (neumonía, meningitis, septicemia) pueden ser muy graves y comprometer la vida del paciente. Entre los mecanismos de resistencia de A. baumanii se encuentra la presencia de bombas de eflujo que impiden que el antibiótico ejerza su efecto en el interior de la célula, la formación de biofilms, que complica la erradicación total de las bacterias, o su alta capacidad para transferir genes de resistencia.

Utilizando métodos de aprendizaje automático, una rama de la inteligencia artificial caracterizada por una mejora en el desempeño de una computadora en función de la experiencia previa, un equipo de investigadores ha analizado más de 7000 compuestos distintos con capacidad para inhibir in vitro el crecimiento de A. baumanii. La estructura de cada uno de estos compuestos se introdujo en un modelo que fue entrenado para analizar la relación entre cada estructura y su capacidad de inhibición, de modo que la computadora fuera capaz de predecir una estructura activa frente al microorganismo.

Así, los resultados del modelo in silico apuntaron hacia una molécula, denominada abaucina por los investigadores, muy potente y selectiva frente a A. baumanii. El equipo de científicos probó la eficacia del candidato a nuevo fármaco en ratones con heridas infectadas por esta bacteria, demostrando su capacidad para controlar la infección incluso en cepas multirresistentes. Por otro lado, el espectro reducido de la abaucina se podría considerar también una ventaja en la medida en que reduciría el impacto sobre la microbiota comensal y sobre la capacidad de otros microorganismos, como P. aeruginosa, de generar nuevas resistencias.

La selectividad de la abaucina frente a A. baumanii parece relacionada con su mecanismo de acción, que aunque todavía no ha sido completamente identificado, consiste en la inhibición de un sistema de transporte de lipoproteínas desde el interior celular hacia la membrana externa. Este sistema no es exclusivo de esta bacteria, pero sí parece que en A. baumanii presenta características que lo diferencian del de otros microorganismos gramnegativos.
Aunque la eficacia y la seguridad de la abaucina deberán testarse en estudios clínicos en humanos, su descubrimiento constituye un importante paso hacia adelante en la aplicación de la inteligencia artificial al descubrimiento de nuevos fármacos.

Bibliografía

• • Liu G, Catacutan DB, Rathod K, Swanson K, Jin W, Mohammed JC et al. Deep learning-guided discovery of an antibiotic targeting Acinetobacter baumannii. Nat Chem Biol (2023). DOI: 10.1038/s41589-023-01349-8