Un gallego, César de la Fuente, participa en el descubrimiento millón de fuentes potenciales de antibióticos
miércoles, 5 de junio de 2024, 18:07
Un equipo de investigación internacional ha encontrado casi un millón de fuentes potenciales de antibióticos en el mundo natural. En concreto, se trata de una investigación titulada Discovery of antimicrobial peptides in the global microbiome with machine learning publicada en la revista ‘Cell’ por un equipo que incluye al gallego César de la Fuente y al profesor asociado Luis Pedro Coelho, biólogo computacional de la Universidad Tecnológica de Queensland (Australia), y que ha utilizado el aprendizaje automático para identificar 863.498 péptidos antimicrobianos prometedores: pequeñas moléculas que pueden matar o inhibir el crecimiento de microbios infecciosos.
TRAYECTORIA DE CÉSAR DE LA FUENTE
El científico galelgo profesor titular en la Universidad de Pensilvania (Estados Unidos), donde dirige el Grupo de Biología de Máquinas, cuyo objetivo principal es desarrollar nuevos antibióticos utilizando tecnología informática. En 2019, César de la Fuente fue nombrado por la MIT Technology Review como uno de los innovadores más importantes del mundo por su trabajo en "digitalizar la evolución para crear mejores antibióticos".
Las investigaciones del Dr. de la Fuente Núñez se enfocan en el uso de la informática para descubrir nuevas clases de antibióticos que podrían salvar millones de vidas. Los resultados de sus trabajos han sido ampliamente reconocidos, destacando premios como el Langer Prize, el ACS Kavli Emerging Leader en Química, el AIChE’s 35 Under 35 Award, el ACS Infectious Diseases Young Investigator Award y el GEN Top 10 Under 40.
Se graduó en Biotecnología en la Universidad de León y obtuvo su doctorado en Microbiología e Inmunología en la Universidad de Columbia Británica (Canadá) gracias a una beca de la Fundación “La Caixa”.
Los hallazgos del estudio vienen con un enfoque global renovado en la lucha contra la resistencia a los antimicrobianos (RAM) mientras la humanidad se enfrenta al creciente número de superbacterias resistentes a los medicamentos actuales. "Existe una necesidad urgente de nuevos métodos para el descubrimiento de antibióticos", afirma el profesor Coelho, investigador del Centro QUT de Investigación del Microbioma. El centro estudia la estructura y función de comunidades microbianas de todo el mundo. "Es una de las principales amenazas a la salud pública y mata a 1,27 millones de personas cada año".
RIESGOS
Sin intervención, se estima que la resistencia a los antimicrobianos podría causar hasta 10 millones de muertes al año de aquí a 2050. "Se espera que el uso de la inteligencia artificial para comprender y aprovechar el poder del microbioma global impulse investigaciones innovadoras para obtener mejores resultados de salud pública", insisten los investigadores.
El equipo verificó las predicciones de la máquina probando 100 péptidos elaborados en laboratorio contra patógenos clínicamente significativos. Encontraron 79 membranas bacterianas alteradas y 63 bacterias resistentes a los antibióticos dirigidas específicamente, como Staphylococcus aureus y Escherichia coli . Además, algunos péptidos ayudaron a eliminar infecciones en ratones; dos en particular redujeron las bacterias hasta en cuatro órdenes de magnitud.
PRUEBAS CON PEQUEÑOS MAMÍFEROS
En un modelo preclínico, probado en ratones infectados, el tratamiento con estos péptidos produjo resultados similares a los efectos de la polimixina B, un antibiótico disponible comercialmente que se utiliza para tratar la meningitis, la neumonía, la sepsis y las infecciones del tracto urinario.
Para obtener estos resultados, se analizaron más de 60.000 metagenomas (una colección de genomas dentro de un entorno específico), que en conjunto contenían la composición genética de más de un millón de organismos. Provienen de fuentes de todo el mundo, incluidos ambientes marinos y terrestres, y intestinos humanos y animales.
La AMPSphere resultante, una base de datos completa que comprende estos nuevos péptidos, se ha publicado como un recurso de acceso abierto y disponible públicamente para el descubrimiento de nuevos antibióticos.
La lucha contra la resistencia a los antimicrobianos (RAM) se refiere a los esfuerzos y estrategias para combatir la capacidad de los microorganismos (bacterias, virus, hongos y parásitos) de resistir los efectos de los medicamentos diseñados para matarlos o detener su crecimiento. La RAM es una de las mayores amenazas para la salud global, la seguridad alimentaria y el desarrollo, ya que puede llevar a infecciones más difíciles de tratar, aumento de la mortalidad y mayores costos de atención médica. Los aspectos clave de esta lucha incluyen la vigilancia y monitoreo, el uso prudente de antimicrobianos, el desarrollo de nuevos tratamientos, el control de infecciones, la implementación de políticas y regulaciones, y la educación y capacitación.
La vigilancia y monitoreo implica la recolección de datos y la realización de estudios para entender mejor cómo y por qué se desarrolla la resistencia. Es esencial implementar sistemas de vigilancia para monitorear el uso de antimicrobianos y la aparición de resistencia. En cuanto al uso prudente de antimicrobianos, es crucial asegurar que estos medicamentos se prescriban solo cuando sean necesarios y con la dosis correcta. Además, es importante informar tanto a los profesionales de la salud como al público sobre el uso adecuado de estos medicamentos.
El desarrollo de nuevos tratamientos es otro componente vital en esta lucha. Esto incluye fomentar la investigación para desarrollar nuevos antibióticos, alternativas a los antibióticos y vacunas, así como proveer incentivos a las empresas farmacéuticas para el desarrollo de nuevos medicamentos. El control de infecciones se centra en promover buenas prácticas de higiene en hospitales y comunidades y en la implementación de protocolos estrictos de control de infecciones en entornos clínicos.
Las políticas y regulaciones juegan un papel crucial al establecer y hacer cumplir normas que limiten el uso inapropiado de antimicrobianos en la medicina y la agricultura. Fomentar la cooperación entre países es esencial para abordar la RAM a nivel global. Finalmente, la educación y capacitación son fundamentales. Esto incluye programas de capacitación para profesionales de la salud en el manejo adecuado de los antimicrobianos y campañas de concienciación pública sobre la importancia del uso adecuado de estos medicamentos.
La resistencia a los antimicrobianos compromete la capacidad para tratar enfermedades infecciosas comunes, resultando en tratamientos más prolongados, hospitalizaciones más largas y una mayor mortalidad. También afecta los procedimientos médicos que dependen de la efectividad de los antibióticos, como cirugías y tratamientos de cáncer.