Una inteligencia artificial avisa de que un fármaco contra la malaria podría servir también contra la osteoporosis

La popularidad de la inteligencia artificial ha aumentado mucho, y algunos científicos la utilizan para predecir qué moléculas podrían tratar enfermedades o para analizar rápidamente nuevas aplicaciones para medicamentos ya existentes. Un algoritmo de aprendizaje profundo (una modalidad de inteligencia artificial) ha descubierto que la dihidroartemisinina (DHA), un fármaco contra la malaria y derivado de la medicina tradicional china, también podría tratar la osteoporosis.

El equipo que ha usado el algoritmo está integrado, entre otros, por Zhengwei Xie y Ruoxi Wang, de la Universidad de Pekín en China.

En las personas sanas, existe un equilibrio entre los osteoblastos, que forman hueso nuevo, y los osteoclastos, que lo reabsorben. Cuando este "equipo de demolición" se vuelve hiperactivo, puede provocar la pérdida de masa ósea y una enfermedad llamada osteoporosis, que suele afectar a las personas de más edad.

Los tratamientos actuales contra la osteoporosis se centran principalmente en ralentizar la actividad de los osteoclastos. Pero los osteoblastos o, más concretamente, sus precursores conocidos como células madre mesenquimales de la médula ósea (BMMSC) podrían formar la base de un enfoque diferente. Durante la osteoporosis, estas células de acción múltiple tienden a transformarse en células creadoras de grasa, pero podrían ser reprogramadas para ayudar a tratar la enfermedad.

Zhengwei Xie y sus colegas ya habían desarrollado un algoritmo de aprendizaje profundo capaz de predecir la eficacia con la que ciertos fármacos de molécula pequeña podrían revertir los cambios en la expresión génica asociados con la enfermedad. En esta ocasión, trabajando con Yan Liu y Weiran Li, de la misma universidad, y otros colegas, se propusieron utilizar el algoritmo para encontrar una nueva estrategia de tratamiento de la osteoporosis centrada en las células madre mesenquimales de la médula ósea.

Los ratones con osteoporosis tratados con dihidroartemisinina (DHA) presentaron una mejora significativa de la densidad ósea (abajo) en comparación con el grupo de control (arriba). (Fotos: adaptadas de ACS Central Science, 2023, DOI: 10.1021/acscentsci.3c00794)

El equipo aplicó su programa a un perfil de genes de diferente expresión en ratones recién nacidos y adultos. Uno de los compuestos que mejor resultado ofrecieron fue el DHA, un derivado de la artemisinina y elemento esencial en los tratamientos contra la malaria.

La administración de extracto de DHA durante seis semanas a ratones con osteoporosis inducida redujo significativamente la pérdida ósea en sus fémures y conservó la estructura ósea casi por completo.

Para mejorar la administración, el equipo diseñó un sistema más robusto que inyectara nanopartículas cargadas de DHA.

En los ratones con osteoporosis que recibieron el tratamiento, sus huesos resultaron ser similares a los del grupo de control, y el tratamiento no mostró indicios de toxicidad. En pruebas posteriores, el equipo determinó que el DHA interactuaba con las células madre mesenquimales de la médula ósea manteniendo su condición de células madre y, en última instancia, produciendo más osteoblastos. En la opinión de los investigadores, este trabajo demuestra que el DHA es un prometedor agente terapéutico contra la osteoporosis.

El estudio se titula “Deep Learning-Predicted Dihydroartemisinin Rescues Osteoporosis by Maintaining Mesenchymal Stem Cell Stemness through Activating Histone 3 Lys 9 Acetylation”. Y se ha publicado en la revista académica ACS Central Science. (Fuente: American Chemical Society)