Los científicos 'resucitan' péptidos antimicrobianos extintos de neandertales y denisovanos

Jul 08, 2023

La desextinción molecular podría ofrecer vías para el descubrimiento de fármacos mediante la reintroducción de moléculas bioactivas que ya no están codificadas por organismos vivos.

Los péptidos humanos arcaicos muestran actividades antimicrobianas in vitro e in vivo con baja toxicidad para el huésped. Crédito de la imagen: Ella Marushchenko.

Los genomas humanos y los genomas de nuestros ancestros antiguos expresan proteínas con propiedades antimicrobianas naturales.

La desextinción molecular plantea la hipótesis de que estas moléculas podrían ser candidatas principales para nuevos fármacos seguros.

Producidas y seleccionadas de forma natural a través de la evolución, estas moléculas ofrecen ventajas prometedoras sobre el descubrimiento molecular utilizando únicamente la IA.

"Necesitamos pensar en grande en la investigación de antibióticos", afirmó el Dr. César de la Fuente, investigador de la Universidad de Pensilvania.

"Más de un millón de personas mueren cada año a causa de infecciones resistentes a los medicamentos, y se prevé que esa cifra alcance los 10 millones en 2050".

“No ha habido una clase verdaderamente nueva de antibióticos en décadas, y somos tan pocos los que abordamos este problema que debemos pensar en algo más que nuevos medicamentos. Necesitamos nuevos marcos”.

En el estudio, los autores exploraron las expresiones proteómicas de dos homínidos extintos (neandertales y denisovanos) y encontraron docenas de pequeñas secuencias de proteínas con cualidades antibióticas.

Luego, su laboratorio trabajó para sintetizar estas moléculas, devolviendo a la vida estas sustancias químicas desaparecidas hace mucho tiempo.

"La computadora nos da una secuencia de aminoácidos", dijo el Dr. de la Fuente.

“Estos son los componentes básicos de un péptido, una pequeña proteína. Luego podremos producir estas moléculas utilizando un método llamado 'síntesis química en fase sólida'”.

"Traducimos la receta de los aminoácidos a una molécula real y luego la construimos".

Luego, los investigadores aplicaron estas moléculas a patógenos en un plato y en ratones para probar la veracidad y eficacia de sus predicciones computacionales.

“Los que funcionaron, funcionaron bastante bien”, dijo el Dr. de la Fuente.

"En dos casos, los péptidos fueron comparables, si no mejores, que el tratamiento estándar".

"Los que no funcionaron nos ayudaron a aprender qué era necesario mejorar en nuestras herramientas de inteligencia artificial".

"Creemos que esta investigación abre la puerta a nuevas formas de pensar sobre los antibióticos y el descubrimiento de fármacos, y este primer paso permitirá a los científicos explorarlo con creciente creatividad y precisión".

Una vez establecida la desextinción de estas moléculas, los científicos ahora están explorando cuidadosamente las consecuencias de resucitar el pasado.

"Estamos abriendo una vía completamente nueva para aprender sobre las formas en que nuestro cuerpo previene y combate las enfermedades", dijo el Dr. de la Fuente.

"Estamos conversando con expertos en bioética sobre lo que significa devolverle la vida al material genético", añadió.

"Lo hacemos por medicina, pero ¿qué pasa si alguien más resucita algo tóxico o dañino?"

“También estamos colaborando con abogados de patentes. Las secuencias peptídicas actuales no son patentables por ley. ¿Pero qué pasa con aquellos que recreamos a partir de organismos extintos?”

El estudio se publica en la revista Cell Host & Microbe.

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Jacqueline RMA Maasch et al. 2023. Desextinción molecular de péptidos antimicrobianos antiguos habilitada por el aprendizaje automático. Huésped celular y microbio 31 (8): 1260-1274; doi: 10.1016/j.chom.2023.07.001