Científicos crean un sistema de inteligencia artificial biológica capaz de diseñar nuevas terapias en células humanas

Un equipo de científicos australianos ha desarrollado un innovador sistema de inteligencia artificial biológica que podría revolucionar el desarrollo de medicamentos y terapias genéticas. Bautizado como PROTEUS (siglas en inglés de Evolución de Proteínas mediante Selección), este sistema es capaz de diseñar y evolucionar moléculas con funciones mejoradas o completamente nuevas, directamente dentro de células de mamíferos.

Crédito: MysteryPlanet.com.ar.

La investigación, publicada en Nature Communications y realizada en el Centro Charles Perkins de la Universidad de Sídney en colaboración con el Instituto Centenary, ofrece una poderosa herramienta para el diseño rápido y preciso de nuevas terapias. A diferencia de otras técnicas similares basadas en bacterias, PROTEUS trabaja dentro de células humanas, lo que permite resultados más realistas y aplicables a la medicina moderna.

«Lo que diferencia a PROTEUS es que permite evolucionar moléculas directamente en células de mamíferos, no solo en bacterias como en los métodos tradicionales», explicó el profesor Greg Neely, codirector del estudio y líder del laboratorio de Genómica Funcional Dr. John y Anne Chong en la Universidad de Sídney. «Esto significa que podemos crear medicamentos que funcionan mejor en el cuerpo humano, incluso moléculas imposibles de diseñar con las tecnologías actuales».

El sistema utiliza un enfoque conocido como evolución dirigida, una técnica de laboratorio galardonada con el Premio Nobel de Química en 2018, que imita el proceso natural de evolución para optimizar funciones biológicas. PROTEUS acelera este proceso para explorar millones de posibles soluciones genéticas en pocas semanas.

El doctor Christopher Denes, autor principal del estudio, explicó que la mayor dificultad fue lograr que las células de mamífero resistieran múltiples ciclos de mutación sin «hacer trampa», es decir, sin hallar soluciones triviales que no resolvieran el problema genético propuesto. Para superar este obstáculo, los investigadores utilizaron partículas virales quiméricas, combinando elementos de dos virus diferentes para mantener la integridad del proceso evolutivo.

PROTEUS ha generado una versión mejorada de una proteína (derecha) que controla la actividad genética y que puede ser regulada más fácilmente por fármacos. La sección mutada está en rojo y la versión original de la proteína se encuentra a la izquierda. Crédito: Cole y Denes et al.

En sus primeros ensayos, PROTEUS logró mejorar proteínas que responden mejor a fármacos y diseñar nanocuerpos capaces de detectar daños en el ADN, un mecanismo clave en el desarrollo del cáncer. Sin embargo, los científicos aseguran que su potencial va mucho más allá: podría aplicarse para mejorar tecnologías como CRISPR, optimizar terapias génicas, o incluso diseñar nuevas enzimas y herramientas moleculares desde cero.

«PROTEUS puede recibir un problema sin solución clara —como apagar un gen causante de una enfermedad— y encontrar, entre millones de variantes, una respuesta eficaz en un tiempo récord», dijo Denes. «Estamos ante una nueva forma de aprendizaje molecular, una inteligencia artificial que no se basa en silicio, sino en biología viva».

Además, el sistema se ha hecho de código abierto, permitiendo que otros laboratorios del mundo lo adopten y adapten a sus propias investigaciones. «Queremos que esta tecnología impulse una nueva generación de terapias y herramientas biotecnológicas más precisas, seguras y efectivas», concluyó Neely.

Este avance marca un hito en la convergencia entre biología y computación, abriendo la puerta a una era donde la evolución controlada podría ser la clave para resolver problemas genéticos complejos que antes parecían imposibles.

Fuente: Universidad de Sídney. Edición: MP.