Los antibióticos pueden ser una herramienta de doble filo para los pacientes que sufren de enfermedades inflamatorias intestinales. Los medicamentos de amplio espectro, comúnmente recetados durante episodios de inflamación intestinal, no solo eliminan las bacterias dañinas, sino que también afectan a los microbios beneficiosos, lo que puede agravar los síntomas con el tiempo. En este contexto, **investigadores del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL)** del MIT y de la **Universidad McMaster** han hecho un avance significativo al identificar un nuevo compuesto que adopta un enfoque más específico.
Este nuevo fármaco, denominado **enterololin**, actúa suprimiendo un grupo de bacterias vinculadas a los brotes de enfermedad de Crohn, mientras preserva en gran medida el resto del microbioma. Utilizando un modelo de inteligencia artificial generativa, el equipo pudo mapear cómo funciona este compuesto, un proceso que normalmente tomaría años y que aquí se aceleró a solo unos meses.
Un avance en la precisión de los antibióticos
“Este descubrimiento aborda un desafío central en el desarrollo de antibióticos”, afirma **Jon Stokes**, autor principal del estudio y profesor asistente de bioquímica y ciencias biomédicas en McMaster. “El problema no es encontrar moléculas que maten bacterias en un plato; eso lo hemos logrado durante mucho tiempo. La verdadera dificultad radica en entender qué hacen esas moléculas dentro de las bacterias. Sin ese entendimiento detallado, no podemos desarrollar estos antibióticos en terapias seguras y efectivas para los pacientes”.
Enterololin representa un paso hacia los antibióticos precisos: tratamientos diseñados para eliminar únicamente las bacterias problemáticas. En modelos murinos con inflamación similar a la enfermedad de Crohn, el fármaco se centró en Escherichia coli, una bacteria presente en el intestino que puede agravar los brotes, dejando intactas a la mayoría de las demás especies microbianas. Los ratones tratados con enterololin se recuperaron más rápidamente y mantuvieron un microbioma más saludable en comparación con aquellos tratados con vancomicina, un antibiótico común.
Métodos innovadores para descubrir mecanismos
Determinar el mecanismo de acción de un fármaco —el objetivo molecular al que se une dentro de las células bacterianas— generalmente requiere años de experimentos meticulosos. El laboratorio de Stokes descubrió enterololin utilizando un enfoque de detección a gran escala; sin embargo, identificar su objetivo podría haber sido el cuello de botella del proceso. Para ello, el equipo recurrió a **DiffDock**, un modelo generativo desarrollado por estudiantes y profesores del MIT.
DiffDock está diseñado para predecir cómo pequeñas moléculas encajan en los sitios activos de las proteínas, lo cual es notoriamente complicado en biología estructural. A diferencia de los algoritmos tradicionales que buscan orientaciones posibles usando reglas puntuativas —lo que a menudo produce resultados ruidosos— DiffDock aborda el acoplamiento como un problema de razonamiento probabilístico: un modelo de difusión refina iterativamente sus conjeturas hasta converger en la forma más probable de unión.
Implicaciones futuras y desarrollo clínico
“En solo unos minutos, el modelo predijo que enterololin se une a un complejo proteico llamado LolCDE, esencial para transportar lipoproteínas en ciertas bacterias”, explica **Regina Barzilay**, quien co-dirige la Clínica Jameel. “Esa fue una pista concreta que pudo guiar experimentos”. El grupo luego puso esa predicción a prueba mediante experimentos en laboratorio que confirmaron la unión prevista por DiffDock.
Aunque enterololin aún se encuentra en etapas tempranas de desarrollo, ya se están realizando esfuerzos para optimizar sus propiedades para uso humano potencial. La empresa derivada del trabajo de Stokes, **Stoked Bio**, ha licenciado el compuesto y está explorando derivados contra otros patógenos resistentes.
Los investigadores también vislumbran implicaciones más amplias. Los antibióticos específicos han sido buscados como una solución para tratar infecciones sin causar daño colateral al microbioma; sin embargo, su descubrimiento ha sido complicado hasta ahora. Herramientas como DiffDock podrían facilitar este proceso y permitir una nueva generación de antimicrobianos dirigidos.
Para aquellos pacientes con enfermedad de Crohn y otras condiciones inflamatorias intestinales, contar con un medicamento que reduzca síntomas sin desestabilizar su microbioma podría significar una mejora notable en su calidad de vida. Además, desde una perspectiva más amplia, los antibióticos precisos podrían ayudar a enfrentar la creciente amenaza de la resistencia antimicrobiana.
“Lo emocionante no es solo este compuesto, sino la idea de que podemos comenzar a pensar sobre la elucidación del mecanismo de acción como algo que podemos hacer más rápidamente”, concluye Stokes. “Eso tiene el potencial para cambiar nuestra forma de abordar el descubrimiento farmacológico para muchas enfermedades”.
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