La lucha del médico bahiense Ariel Fernández contra el virus
“Es una forma diferente para conocer la estructura cambiante del Covid cuando está por ingresar a la célula humana y es más vulnerable”, dijo el Dr. Ariel Fernández, quien ya había propuesto una terapia con anticuerpos monoclonales.
La batalla contra el Covid-19 se desarrolla desde varios frentes, en diferentes lugares del mundo y contrarreloj. En varios casos, la inteligencia artificial resulta clave para acelerar procesos que, en otras circunstancias, podrían demandar varios años.
“Si bien la IA puede decidir, por ejemplo, qué perfiles de fármacos conocidos podrían tener un impacto terapéutico en el Covid, en este caso estoy utilizando la IA para conocer la estructura del virus cuando está por ingresar a la célula humana y se muestra más vulnerable”, dijo el Dr.
Ariel Fernández, quien es químico, matemático e investigador bahiense y se ha retirado —con carácter emérito— de la cátedra especial Karl F. Hasselmann, como profesor de bioingeniería en la Rice University, en los Estados Unidos.
“Para aplicar la IA en el descubrimiento de terapias no hay que pensar en términos de una secuencia y de una estructura, sino de una secuencia y muchas estructuras, dependiendo del contexto molecular, o de lo que esté cerca de la estructura”, añadió.
“Eso sólo lo puede hacer la inteligencia artificial, porque tiene que manejar una cantidad de información que es ingobernable”, sostuvo el Dr. Fernández, quien tiene residencia compartida entre los Estados Unidos y nuestra ciudad, donde permanece en estos días.
algoritmo, ni mucho menos la intuición humana, puede decir cómo se va a configurar el virus cuando debe desdoblar su espira para anclarse y penetrar en el blanco”, complementó Fernández, actualmente CEO de la consultora farmacéutica AF Innovation, con oficinas en Carolina del Norte y en Basilea, Suiza.
“Esto es llevar a una etapa superior algo que hizo recientemente Google”, afirmó.
“Con la IA, que es el paradigma operativo de Google, se logró generar un predictor, que se llama AlfaFold, que utiliza redes neuronales para predecir la estructura de una proteína una vez conocida su secuencia”, explicó.
En el caso del Covid-19, para desactivar el virus con una terapia dirigida es esencial conocer la estructura en su fase vulnerable; es decir, cuando se dispone a entrar a la célula humana.
—Dr. Fernández, ¿cuál es el aporte específico de la IA?
—Hay usos sofisticados como, por ejemplo, cuando representamos al virus y sólo lo hacemos en una fase de su ciclo de existencia.
“Uno piensa en una pelota con espiras, como la que vemos representada en las imágenes, aunque se trata del virus en un cierto momento. Pero cuando está por ingresar a las células, sufre una modificación química que es esencial para que pueda desarrollar la función de penetrar en la célula anfitriona.
“Esa modificación química la promueve una enzima humana, que corta una parte de la espira en dos subunidades: una hace de anclaje y la otra de arpón.
“Pero esa dualidad funcional de la espira es promovida por una reacción enzimática y nadie sabe qué estructura tienen el ancla y el arpón después del corte. Sospechamos que son parecidas a lo que eran antes, cuando estaban ligadas, pero no podemos asegurarlo. Y, de hecho, todas las estrategias terapéuticas moleculares dirigidas parten del supuesto que la espira y el arpón son igua“Ningún
les a lo que eran antes de la invasión del virus al humano.
“Así, un aspecto de la IA es tratar de identificar estructuras de una proteína. Y sobre todo la denominada estructura inducida, que es aún más difícil.
“Ya predecir la estructura de una proteína, dada su secuencia, es un problema abierto muy complejo, pero esa subsidiaria de Google, con gente que no sabe de biofísica pero es avezada en ciencias de la computación, pudo genera un predictor eficaz: el AlfaFold.
—¿Es una solución concreta?
—No. Mi problema es más difícil. Porque aquí son dos proteínas que, cuando se encuentran, una se adapta a la otra; es decir, hay una cuestión de plegamiento inducido por el contacto y eso dificulta el problema en un orden de magnitud.
“El gran problema del plegado de una proteína parece haber sido resuelto, al menos a nivel de predicción de la estructura, por una plataforma creada por Google. Ahora, estamos lejos de manejar el plegamiento inducido, que es justamente lo que necesitamos para saber cuáles son las estructuras del arpón y del ancla en el Covid.
“Lo que conocemos del virus es su situación estática, por decirlo de algún modo, pero no sabemos qué sucede o cómo se ve cuando ingresa a la célula humana. Lo conjeturamos en base a pruebas indirectas bioquímicas, pero no sabemos fehacientemente qué forma adopta.
“¿Para qué quiero saber la forma? Para atacar al virus a través de una terapia dirigida. Puedo crear una molécula, que se integre a una estructura particular del virus, que no es la que vemos todos los días. Y para eso se necesita IA”.
—¿No es desmedida la obsesión por la vacuna como una solución única contra el coronavirus?
—Todo el mundo está obsesionado con las vacunas y me parece muy bien. Es una prevención clave para desarrollar inmunidad y hay mucho optimismo al respecto, pero no es la única solución, (ya que) también necesitamos atacar a virus. Y ahí aparecen diversas estrategias.
“Algunas de ellas consisten en reposicionar drogas conocidas. Es decir, un pa- ciente que es portador del virus desarrolla lo que llamamos perfiles de expresión de ciertas proteínas que se pueden determinar. Y se sabe, por ejemplo, dada una situación celular particular, cuáles son los fármacos que responden a esa situación: los que mejor promueven la apoptosis, la muerte programada de las células. Esto tiene lugar cuando detectan una con un signo que denote la invasión del virus.
“Ahora, la cantidad de información sobre el Covid-19 es sobreabundante y no todos saben qué hacer con los datos biomédicos o cómo relacionarlos.
“También hay muchos fármacos que podrían reposicionarse, más allá de desarrollarse nuevos y eventuales terapias dirigidas. Por ejemplo, la aspirina. O la melatonina. Según la IA, ambas, créase o no, tienen un perfil favorable para atacar la enfermedad.
“Parece ridículo, porque la aspirina es un fármaco considerado primario. Y con la melatonina, que se utiliza para inducir un estado de somnolencia, porque es una hormona de la glándula pineal, aparentemente se ha detectado que su perfil farmacológico es favorable para tratar el Covid.
“Esta es una práctica convencional de la IA; es decir, reposicionar medicamentos”.
—¿Cuáles son los plazos para empezar a ver resultados?
—Están directamente relacionados al dinero. Esto es, si viene un capital de aventura y ofrece 10 millones de dólares se puede resolver en semanas.
“En eso, justamente, estamos trabajando en Corea del Sur. La industria farmacéutica allí es muy incipiente. Existen muchas compañías, como Samsung, que construye desde barcos en astilleros hasta celulares, y ahora quieren hacer algo diferente respecto del resto del mundo.
“En la industria farmacéutica se trabaja por prueba y error. Esta es una manera muy onerosa de hacerlo. Uno se entera que un fármaco no funciona luego de 10 años de pruebas clínicas y tras una gran inversión.
“Ellos quieren ir de manera racional y dirigida. ¿Si es mejor? Tampoco se sabe, sólo que es más racional y es una apuesta a largo plazo. Justamente, sobre este tema estoy escribiendo mi nuevo libro, que se denominará Plataforma de inteligencia artificial para la terapia molecular dirigida”.
“La información sobre el Covid es sobreabundante. Y no todos saben qué hacer con los datos biomédicos”, dijo Fernández.