Inteligencia artificial permite seleccionar fármacos contra SARS-CoV-2

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Los investigadores de Mayo Clinic y sus colaboradores usaron simulación por computadora e inteligencia artificial (IA) para seleccionar 30 millones de posibles fármacos que obstruyan al virus SARS-CoV-2, causante de la COVID-19. En el trabajo publicado en Biomolecules, los investigadores aceleraron el descubrimiento de fármacos para identificar y estudiar mejor las dianas más prometedoras, puesto que están interesados en descubrir nuevos tratamientos para la COVID-19.

«Se usó una plataforma con múltiples fármacos a fin de seleccionar los que podrían servir. El análisis se hizo con fármacos clínicamente probados y autorizados por la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos, así como otros novedosos compuestos. Gracias al poder computacional de la tecnología avanzada, fue posible determinar el mejor fármaco, procedente de una biblioteca compuesta, para investigarlo más a fondo», señaló el Dr. Thomas Caulfield, neurocientífico molecular de Mayo Clinic y autor experto del trabajo.

Los estudios se llevaron a cabo mediante una simulación por computadora llamada detección con silicio (que significa en el computador) y se validaron a través de experimentos biológicos con virus vivos. Este tipo de investigación usa bases de datos digitales y conceptos matemáticos para identificar compuestos farmacológicos potencialmente útiles. Otros tipos de investigaciones se llevan a cabo en líneas celulares, lo que se conoce como in vitro, o se realizan en organismos vivos como ratones o seres humanos y se conoce como in vivo.

Los investigadores empezaron con 30 millones de compuestos farmacológicos. Las herramientas de evaluación virtuales predijeron el comportamiento de varios compuestos farmacológicos y mostraron el patrón de cómo interaccionarían con dianas biológicas en partículas del SARS-CoV-2. La selección con silicio redujo los compuestos a 25. Luego, para analizar más a fondo y hacer pruebas de laboratorio, los investigadores realizaron un estudio piloto con los 25 compuestos contra el SARS-CoV-2 infeccioso en cultivos de células humanas y, después, hicieron pruebas para un problema frecuente con los fármacos, que es la toxicidad.

Debido a que una de las tareas del hígado es limpiar la sangre, incluidos los componentes medicamentosos, el equipo creó un modelo de hígado humano en una superficie con forma de panal de abeja que no superaba el tamaño de un borrador de lápiz. Los investigadores lograron predecir que todos aquellos 25 compuestos serían seguros para el hígado humano.

«El objetivo es desactivar la infección y devolver la salud a las células. Lo que queremos es apuntar agresivamente contra el ciclo de duplicación del SARS-CoV-2 desde varios frentes para inhibir el ingreso y la dispersión del virus», dijo el Dr. Caulfield.

Los investigadores esperan que una combinación de fármacos, similar a un cóctel farmacológico usado en el tratamiento del VIH, sirva de complemento a la vacunación contra la COVID-19. El Dr. Caufield afirma que el siguiente paso es avanzar sobre la base de los nuevos descubrimientos. Los investigadores piensan probar la combinación de fármacos para obtener parejas que actúen en sinergia y sean más poderosas contra el virus que un solo compuesto.

«Este descubrimiento abre el camino para la futura creación de fármacos y ensayos clínicos que permitan acelerar la administración de los posibles fármacos», concluyó el médico.

El Dr. Caulfield dirigió el equipo para selección de fármacos, que incluyó a colegas de Mayo Clinic en Florida y de Mayo Clinic en Rochester, así como a investigadores de Brigham and Women's Hospital (afiliado a la Escuela de Medicina de Harvard) y de la Universidad de California en Riverside. El financiamiento para este estudio provino de los Institutos Nacionales de Alergias y Enfermedades Infecciosas, perteneciente a los Institutos Nacionales de Salud, y del Centro para Medicina Personalizada en Mayo Clinic. Para ver la lista completa de los autores, la información acerca del financiamiento y las declaraciones sobre conflictos de interés, remítase al artículo en Biomolecules.

Este artículo y otros respecto a más estudios están en la publicación investigativa de Mayo Clinic titulada Discovery’s Edge.