O mamut laúdo e o alce xigante extinguíronse hai miles de anos. E nada fai pensar, dado o insalvable espazo temporal que nos separa, que estes animais do pasado poden solucionar os problemas do presente. Esta é a premisa da que parte unha liña de investigación pioneira no mundo e liderada polo galego César de la Fuente, investigador da Universidade de Pensilvania (Estados Unidos). Botando man da intelixencia artificial, “está resucitando” moléculas de organismos extintos para atopar novos antibióticos. Esta innovadora disciplina, que recibe o nome de “desextinción molecular“, abre esperanzas na loita contra as superbacterias, responsables dun millón de mortes ao ano en todo o mundo. Unha cifra que, segundo a Organización Mundial da Saúde, podería aumentar ata os 10 millóns en 2050. Para evitalo, De la Fuente está viaxando ao pasado e investigando máis alá do coñecido.
“Desenvolvemos un algoritmo de aprendizaxe profunda para explorar os proteomas, é dicir, as proteínas codificadas nos xenomas, de todos os animais extintos que están dispoñibles hoxe en día”, apunta o investigador coruñés, en alusión ao seu último estudo, que acaba de ser publicado no servidor BioRxiv e está á espera da revisión por pares. A análise dos proteomas deu como resultado a identificación de moléculas extintas con potencial antibiótico. Para corroborar esta hipótese, empregaron robots capaces de sintetizalas no laboratorio a través dunha técnica denominada “síntese química de fase sólida”. Iso permitiulles “resucitar” as moléculas e seguir experimentando con elas. “Dende o punto de vista científico, foi a parte máis emocionante deste estudo”, asegura o investigador galego.
“A nosa ferramenta é como unha lupa que nos permitiu atopar antibióticos en sitios onde ninguén mirara antes”
CÉSAR DE LA FUENTE, investigador da Universidade de Pensilvania
Unha vez que as moléculas dos organismos extintos “recobraron a vida”, o equipo de De la Fuente ensaiou o seu potencial antibiótico no laboratorio. Para iso probáronas contra unha serie de bacterias e comprobaron se, efectivamente, as moléculas do pasado eran capaces de matalas, tal e como eles pensaban. “Finalmente, ensaiamos con modelos de relevancia preclínica. É dicir, con ratos infectados. E demostramos que moitas das moléculas seleccionadas foron efectivas”, sostén o microbiólogo. Malia o prometedor que resulta o seu estudo e, en xeral, a súa liña de investigación sobre a “desextinción molecular“, o grupo Machine Biological Group que dirixe De la Fuente tan só está sentando as bases dos medicamentos do futuro. O microbiólogo galego lembra que o desenvolvemento de novos fármacos é un proceso arduo, lento e extraordinariamente custoso.
“O noso interese é continuar explorando todos os proteomas que existen no mundo”, di De la Fuente, consciente de que o seu grupo de investigación non ten capacidade para enfrontarse aos ensaios clínicos. “Hai un mundo enteiro de moléculas con capacidade antibiótica que non só teñen potencial na medicina, senón que poden desenvolver un rol no noso sistema inmune”, continúa explicando o investigador. El pensa que máis alá das súas aplicacións farmacéuticas, e a posibilidade de que a partir delas se poidan crear novos antibióticos que poidan facerlle fronte ás superbacterias, a “desextinción molecular” pode ser clave para entender a evolución do ser humano. É dicir, para comprender os cambios que foi experimentando o noso sistema inmune e como podemos mellorar a súa resposta ante as enfermidades dende unha perspectiva actual, pero baseándonos no coñecemento do pasado.
A “desextinción molecular” pode ser clave para entender a evolución do ser humano
Todo o traballo que desenvolve César de la Fuente e o seu equipo non sería posible sen as inxentes bases de datos de acceso aberto que albergan os proteomas dunha gran multitude de organismos extintos. O miolo desta nova investigación está en empregar a intelixencia artificial para buscar, afondar e analizar a descomunal cantidade de datos en aberto. “A nosa ferramenta é como unha lupa que nos permitiu atopar antibióticos en sitios onde ninguén mirara antes”, exemplifica o científico galego. De la Fuente tamén salienta o traballo de todos aqueles investigadores que, durante décadas, desenvolveron métodos para secuenciar o ADN ancestral que lle permitiron ao galego desenvolver a súa innovadora liña de investigación. “O gran recoñecemento a este eido chegou en 2022, cando lle concederon o Premio Nobel de Medicina a Svante Pääbo por desenvolver métodos para secuenciar ADN arcaico”, apunta.
Implicacións éticas
De la Fuente recoñece que “revivir” moléculas de organismos extintos ten moitas implicacións bioéticas e, por iso, contaron coa supervisión dun grupo de expertos na materia para “innovar de maneira responsable”. O investigador galego detalla que o primeiro aspecto no que traballaron foi a seguridade. “Cerciorámonos de que as secuencias son pequenas proteínas, denominadas péptidos, que non se poden replicar. É dicir, non son autorreplicables. Se saísen do laboratorio degradaríanse rapidamente”, sostén o científico, facendo fincapé en que o seu proxecto é seguro. Outro aspecto importante é como manexan estas moléculas “resucitadas” no día a día. “Poñémolas en tubos de Eppendorf, metémolas no frigorífico e non as sacamos de aí”, detalla De la Fuente. Todas as medidas que toman son de máxima seguridade para evitar que saian do laboratorio. De todos modos, o galego insiste en que, se así acontecera, o risco “sería extremadamente baixo”.
“Se as moléculas resucitadas saísen do laboratorio degradaríanse rapidamente”
CÉSAR DE LA FUENTE, investigador da Universidade de Pensilvania
Máis alá do debate bioético que abre a “desextinción molecular”, traballar con algo que non existe no presente, aínda que si o fixera no pasado, abre outras liñas descoñecidas na ciencia. Máis en concreto, en todo o que se refire á xestión de patentes. Segundo explica De la Fuente, as secuencias naturais non son patentables pero, en realidade, estas moléculas extintas que están “resucitando” están a cabalo entre dous mundos: o pasado, de onde veñen, e o presente, a onde as traemos. “Ninguén sabe como xestionalo. Así é que se abre un novo campo, tamén no eido das patentes, onde se ten que considerar se as secuencias que revivimos son patentables ou non”, valora o científico.
Unha problema de difícil solución
“O noso soño é salvar vidas”, di De la Fuente. Por iso está centrado en buscar novas alternativas terapéuticas á resistencia aos antibióticos, que en 2050 serán capaces de matar a unha persoa cada tres segundos. Tales son as dimensións deste problema de saúde pública, que xa se estima que pronto poida superar a outras causas de morte da nosa sociedade, incluído o cancro. “Motívanos moito esta pandemia silenciosa que estamos vivindo e que vai ir a peor. Cada vez hai máis pacientes intratables, incluso con combinacións dos medicamentos que xa temos”, advirte o científico galego. Neste contexto, a “desextinción molecular” abre un novo campo de estudo, e tamén de esperanza, para o achado de novos antibióticos que poidan matar as superbacterias. Malia que é un proceso longo, De la Fuente mantense optimista: “O avance principal dos últimos cinco anos é que cos métodos tradicionais tardamos entre tres e cinco anos en descubrir antibióticos. Cos ordenadores, tan só é cuestión de horas”.
“Cada vez hai máis pacientes intratables, incluso con combinacións dos medicamentos que xa temos”
CÉSAR DE LA FUENTE, investigador da Universidade de Pensilvania
O eido avanza, e o exemplo máis claro é a novidosa liña de investigación que defende César de la Fuente partindo dos animais extintos. Porén, hai que ser realistas. O seu equipo de investigación non ten a capacidade nin a experiencia para continuar cos ensaios na fase clínica. Iso tan só se podería levar a cabo, segundo traslada o investigador, se está interesada unha compañía farmacéutica. “O que nós facemos é proporcionar máis candidatos preclínicos que vaian á fase clínica onde se comproba a eficacia, se son tóxicos ou non… O proceso é longo, arduo, require moito diñeiro e adoita tardar, de media, uns 10 anos”, engade De la Fuente. De feito, o desenvolvemento dun antibiótico adoita custar uns dous billóns de dólares americanos, segundo os datos que facilita o científico. “Enfrontámonos a un problema moi complicado e moi duro”, conclúe De la Fuente, pero sen perder os ánimos. A “desextinción molecular” descobre unha nova vía de esperanza: abre unha porta ao pasado para salvar as vidas do futuro.
Referencia: Molecular de-extinction of antibiotics enabled by deep learning (Publicado no servidor BioRxiv, esperando á revisión por pares)
