Por primera vez en Puerto Rico, un investigador recibió una subvención para crear nuevos compuestos antibióticos utilizando inteligencia artificial (IA), lo que podría contribuir al desarrollo de tratamientos contra enfermedades infecciosas resistentes.
La resistencia a antibióticos es considerada una pandemia silenciosa, que causará la muerte de 10 millones de personas anualmente hasta 2050. Aun así, no se han aprobado nuevos antibióticos en los pasados 39 años.
Pero esa realidad podría cambiar con nuevo proyecto, que nace de una colaboración entre los doctores Rafael Maldonado Hernández, de la Universidad de Puerto Rico (UPR) en Cayey –recipiente de la subvención–, y Valerie Ortiz Gómez, de la Universidad Ana G. Méndez.
Ambos investigadores tenían experiencia desarrollando péptidos o moléculas cortas hechas de aminoácidos, que sirven como piezas para construir proteínas.
Juntos crearon un péptido no encontrado en la naturaleza, el cual nombraron RV-1, que podía combatir bacterias Gram negativas y Gram positivas (clasificaciones basadas en el grosor de sus membranas).
Utilizando AntiPB3, un programa de IA que diseña péptidos antibacterianos, optimizaron la estructura de RV-1 virtualmente y lograron identificar las secuencias para dos péptidos adicionales, RV-2 y RV-3. Ahora, están en proceso de patentizarlos con el Fideicomiso para Ciencia, Tecnología e Investigación.
“Lo más increíble es que ese proceso, antes (de la IA), nos hubiera tomado años y muchas búsquedas en el campo. Ahora, podemos tener una contestación en tan solo horas”, destacó Maldonado Hernández, en entrevista con El Nuevo Día.
Aclaró, de paso, que este proceso no reemplaza la investigación del péptido.
“La IA nos facilita identificarlo, pero luego nos toca sintetizarlo en el laboratorio y hacerle todas las pruebas para comprobar que es efectivo y seguro para uso médico”, abundó.
Sus péptidos han demostrado, también, ser efectivos contra bacterias multirresistentes a antibióticos.
En 2024, seis bacterias fueron clasificadas como las más apremiantes para la salud humana y de prioridad de investigación, según la Organización Mundial de la Salud.
Los péptidos RV-1, RV-2 y RV-3 son efectivos contra las seis.
“Hasta utilizando concentraciones bien pequeñas (de los péptidos), vimos un efecto antibiótico. Tampoco hemos visto un efecto negativo en células eucarióticas, como Candida albicans”, resaltó Maldonado Hernández.
Candida albicans es un hongo que está presente comúnmente en el cuerpo y comparte el mismo tipo de célula que los seres humanos (eucariótica). Por lo tanto, ver que sus péptidos son seguros contra ese tipo de célula da esperanza a los investigadores de que el antibiótico servirá como tratamiento para infecciones en un futuro.
Según Maldonado Hernández, “actualmente, no existen péptidos antibióticos aprobados por la Administración (federal) de Alimentos y Medicamentos, por lo que nuestros RV-1, 2 y 3 tienen la posibilidad de ser los primeros”.
Además de sus posibles aplicaciones como antibiótico, los investigadores también están explorando la capacidad de sus péptidos para prevenir infecciones urinarias.
“Queremos crear catéteres que están cubiertos con el péptido, para que proteja a los pacientes de infecciones en el tracto urinario”, dijo Maldonado Hernández.
Muchos dispositivos médicos sufren de la creación de biopelículas, es decir, comunidades organizadas de microorganismos que se adhieren a una superficie y son difíciles de destruir. Por eso, crear un catéter con propiedades antimicrobianas ayudaría a prevenir la formación de esas biopelículas, y sería el primero de su tipo.
Actualmente, los investigadores están en conversaciones con el Hospital Menonita de Cayey para estudiar las infecciones bacterianas más comunes en los pacientes con catéter en Puerto Rico.
“Si podemos utilizar muestras de estos pacientes para hacer pruebas contra los nuevos péptidos, lograremos optimizarlos para su uso aquí, en la isla”, agregó Maldonado Hernández.
Pronto, el equipo comenzará experimentos en células humanas cardiovasculares y en glóbulos rojos para comprobar que los péptidos no son tóxicos, antes de moverse a estudios en ratones.
“Lo bueno es que con IA podemos modificar los péptidos de manera rápida, gratuita y específica. Cambiar un solo aminoácido nos ayudará a combatir la resistencia también”, expresó.
La subvención recibida –de $246,733– proviene del Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales, y se utilizará para adquirir un microscopio electrónico con espectroscopia de energía dispersiva integrada (SEM-EDS, en inglés). Se trata de un aparato altamente especializado, que permite a los investigadores observar con gran detalle las estructuras de los péptidos, al igual que corroborar que se hayan añadido exitosamente a la superficie de los catéteres.
“Este nuevo equipo nos va a ayudar a determinar el mecanismo de acción de nuestros péptidos, pero también apoyará otras investigaciones y clases de laboratorio en la UPR-Cayey”, manifestó.
Para Maldonado Hernández, egresado de la UPR, es importante contribuir a la infraestructura de investigación de la institución. “Este nuevo equipo expondrá nuestros estudiantes a tecnología avanzada y los preparará para el ambiente laboral”, afirmó.
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