La IA descubre en las arqueas más de 12.000 potenciales moléculas para combatir bacterias resistentes

La resistencia bacteriana a múltiples fármacos se mantiene como una de las mayores amenazas para la salud global. Tradicionalmente, la búsqueda de nuevos antibióticos se ha centrado en bacterias y hongos, lo que ha limitado el descubrimiento de terapias innovadoras. Sin embargo, las arqueas, microorganismos que habitan entornos extremos, representan un territorio casi inexplorado con un enorme potencial bioquímico.

Un estudio liderado por el laboratorio de César de la Fuente, de la Universidad de Pensilvania (Estados Unidos), que se ha publicado en Nature Microbiology, demuestra que la combinación de inteligencia artificial (IA) y experimentación abre una vía prometedora. El equipo investigador actualizó su plataforma de Deep Learning APEX 1.1, con la que analizó 233 proteomas de arqueas. El sistema identificó 12.623 moléculas candidatas con potencial antimicrobiano, denominadas arqueasinas, que muestran patrones de aminoácidos distintos a los péptidos antimicrobianos clásicos.

La arqueasina-73 alcanzó una reducción de la carga bacteriana comparable a la polimixina B, un antibiótico considerado de último recurso

De ellas, se sintetizaron 80 arqueasinas, de las cuales el 93% mostró actividad in vitro contra patógenos clave como Acinetobacter baumannii, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus y Enterococcus spp. En modelos murinos, arqueasina-73 alcanzó una reducción de la carga bacteriana comparable a la polimixina B, un antibiótico considerado de último recurso.

Los investigadores subrayan que la capacidad de APEX 1.1 para filtrar millones de péptidos mediante algoritmos de aprendizaje automático acelera de forma significativa el proceso de descubrimiento, lo que permite enfocar la validación experimental en los compuestos más prometedores.

El 93% de las moléculas sintetizadas mostró actividad antimicrobiana in vitro

Las arqueas, presentes en fuentes termales, salinas o respiraderos hidrotermales, han desarrollado mecanismos bioquímicos únicos y adaptativos. Este estudio revela que podrían convertirse en una nueva y rica fuente de antibióticos frente a la resistencia bacteriana.

“Esta investigación revela una nueva frontera en la búsqueda de antibióticos: las arqueas y sus arqueasinas emergen como una fuente novedosa y rica de moléculas antimicrobianas. Al combinar la inteligencia artificial con la validación experimental, nuestro equipo ha abierto un camino rápido y eficaz hacia el desarrollo de compuestos para combatir la resistencia bacteriana”, concluyen los autores.