Inteligencia artificial para buscar compuestos antienvejecimiento

Unos científicos están combinando biología sintética con aprendizaje automático (una modalidad de inteligencia artificial), a fin de descubrir nuevos fármacos senolíticos, una clase de sustancias que están siendo investigadas profusamente por su capacidad para bloquear procesos relacionados con el envejecimiento, como la fibrosis o la inflamación.

El equipo de investigación lo integran expertos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), la empresa de biotecnología Integrated Biosciences, y el Instituto Broad (dependiente del MIT y la Universidad Harvard), todas estas entidades en Estados Unidos.

El equipo de Felix Wong, cofundador de Integrated Biosciences, puso a un sistema de inteligencia artificial a evaluar más de 800.000 compuestos con la esperanza de que hallase alguno que pudiera tener una eficacia igual o superior a la de los compuestos senolíticos actualmente bajo estudio. El sistema ha conseguido encontrar tres fármacos que aparentemente cumplen esa condición.

Los compuestos senolíticos son sustancias que inducen selectivamente la apoptosis, o muerte celular programada, en células senescentes, que ya no se dividen. Las células senescentes, un rasgo distintivo del envejecimiento, se han visto implicadas en un amplio espectro de afecciones relacionadas con la edad, como el cáncer, la diabetes, las enfermedades cardiovasculares y el Mal de Alzheimer.

A pesar de los prometedores resultados clínicos, la mayoría de los compuestos senolíticos identificados hasta la fecha han visto obstaculizado su uso práctico por tener una escasa biodisponibilidad y por sus efectos secundarios adversos.

La empresa Integrated Biosciences se fundó en 2022 con la meta de superar estos obstáculos, actuar sobre otros rasgos distintivos del envejecimiento a los cuales se había dedicado poca investigación, y avanzar en el desarrollo de fármacos antienvejecimiento utilizando para ello inteligencia artificial, biología sintética y otros recursos técnicos de vanguardia.

En su nuevo estudio, los investigadores de la compañía Integrated Biosciences entrenaron redes neurales profundas (equipamiento de inteligencia artificial) sobre datos generados experimentalmente para predecir la actividad senolítica de cualquier molécula. Este modelo de inteligencia artificial les permitió descubrir tres compuestos senolíticos altamente selectivos y potentes a partir de un espacio químico de más de 800.000 moléculas.

Los compuestos senolíticos matan selectivamente las células senescentes asociadas al envejecimiento (izquierda, con tinción roja) sin afectar a otras células (derecha). (Fotos: Integrated Biosciences)

Los tres compuestos seleccionados por el sistema de inteligencia artificial presentan propiedades químicas que sugieren una elevada biodisponibilidad oral y perfiles de toxicidad tolerables en ensayos de hemólisis y genotoxicidad.

Los análisis estructurales y bioquímicos indican que los tres compuestos se unen a Bcl-2, una proteína que regula la apoptosis y es también diana de la quimioterapia. Los experimentos realizados con uno de los compuestos en ratones de 80 semanas, cuya edad equivale aproximadamente a la de 80 años en un humano, demostraron que eliminaba las células senescentes y reducía la expresión de genes asociados a la senescencia en los riñones.

El nuevo estudio se titula “Discovering small-molecule senolytics with deep neural networks”. Y se ha publicado en la revista académica Nature Aging. (Fuente: NCYT de Amazings)