La próxima frontera en los antibióticos podría llegar desde un lugar inesperado. Un trabajo de investigación reciente identifica potenciales candidatos a antibióticos en priones internos, proteínas capaces de causar algunas de las infecciones cerebrales más fatales que se conozcan, como la enfermedad de la vaca loca.
En la Universidad de Pensilvania unos científicos utilizaron la inteligencia artificial para buscar rápidamente cientos de priones y proteínas similares a priones, en las que esperaban encontrar péptidos con actividad antibacteriana. Hallaron varias decenas de candidatos que prometían y dos de ellos ya mostraron resultados positivos para tratar infecciones bacterianas en ratones.
Los resultados del equipo indican que “las proteínas relacionadas con priones son un espacio de recursos productivos para descubrimiento de antibióticos”, según escribieron los científicos en el trabajo que se publicó a fines de la semana pasada en Nature Microbiology.
¿Los priones son los chicos buenos?
Los priones se cuentan entre las cosas más extrañas que existen. Son la forma mal plegada de una proteína que se encuentra naturalmente en el cuerpo. Cuando un prión se encuentra con su contraparte “normal” puede inducir a este último a convertirse en prión, casi como si se tratara de una infección zombi.
Las afecciones clásicas por priones como la enfermedad de la vaca loca o el mal de Creutzfeldt-Jakob tienen su causa en la acumulación de un tipo de proteína en particular, conocida como proteína priónica. Son afecciones universalmente mortales. Hay científicos que además argumentan que otras condiciones neurodegenerativas como el mal de alzheimer tienen su causa en otros tipos de proteínas mal plegadas que actúan de forma similar a la de los priones.
Según los investigadores de este estudio hay creciente evidencia de que los priones y las proteínas similares a priones son más que heraldos de la muerte. Los estudios que se llevaron a cabo hallaron que la proteína priónica normal y la beta-amiloide similar a un prión (una de las impulsoras del mal de Alzheimer) pueden tener actividad antimicrobiana, por ejemplo. Por eso el equipo decidió llevar a cabo un análisis integral para buscar fragmentos de péptidos antimicrobianos en estas proteínas.
Ya habían construido un modelo de IA para predecir la actividad antimicrobiana de cualquier fragmento péptido, el APEX 2.2. Hicieron que el APEX escaneara 19,3 millones de fragmentos péptidos cortos en 2.897 priones y proteínas priónicas. Inicialmente, encontraron 1.179 candidatos, que luego redujeron hasta 75 que demostraron ser los de mayor potencial. De estos, 59 lograron inhibir el crecimiento de al menos un germen bacteriano en el laboratorio, y 42 de ellos lo hicieron en niveles reducidos (importante para considerar las dosis).
Finalmente, los investigadores pusieron a prueba dos de los candidatos más fuertes sobre la piel de ratones infectados con Acinetobacter baumannii, que comúnmente causa en los humanos infecciones resistentes a las drogas. Los candidatos parecieron ser tan efectivos como la polimixina B, antibiótico que suele utilizarse como droga de último recurso para determinadas infecciones resistentes a las drogas.
Los investigadores llamaron “prioninas” a estos fragmentos antibacterianos recolectados de los priones.
El futuro de las prioninas
Por supuesto, hay que seguir investigando para verificar si las prioninas del equipo pueden funcionar como se espera y si son seguras para utilizarlas en humanos. Los investigadores también señalan que su trabajo no ha resuelto la cuestión de si los priones o las proteínas similares a los priones pueden luchar naturalmente contra las infecciones bacterianas en nuestros cuerpos.
Al mismo tiempo, argumentan que su trabajo brinda una sólida prueba de concepto de que las prioninas identificadas con la IA podrían ser candidatas viables a ser antibióticos que hay que seguir investigando en pruebas futuras.
“Durante mucho tiempo el descubrimiento de drogas se ha visto limitado no solo por lo que podemos probar sino por dónde decidimos buscar”, dijo el autor principal del trabajo César de la Fuente, director del Grupo de Biología de la Facultad Perelman de Medicina de la Universidad de Pensilvania en declaraciones de esa universidad. “La IA está cambiando eso. Nos brinda una forma de buscar en las capas ocultas de la biología, y preguntar si las moléculas relacionadas con una historia —en este caso, la enfermedad— podrían también conllevar otra historia con potencial terapéutico”.
Con algo de suerte las proteínas que se sabe que causan las enfermedades más temibles podrían algún día convertirse en aliados de los humanos en su lucha contra las bacterias.
