Investigadores identifican las proteínas que causan enfermedades intestinales
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Investigadores de la Universidad de Tel Aviv han creado una plataforma de inteligencia artificial que puede identificar las proteínas específicas que permiten que las bacterias infecten los intestinos, un método que allana el camino para la creación de drogas inteligentes que neutralicen las proteínas y prevengan enfermedades, sin el uso de antibióticos. En el estudio, que se publicó en la prestigiosa revista Science, participaron Ph.D. la estudiante Naama Wagner y el profesor Tal Pupko, director de la Escuela Shmunis de Biomedicina e Investigación del Cáncer en la Facultad de Ciencias de la Vida y el nuevo Centro de Inteligencia Artificial y Ciencia de Datos en la Universidad de Tel Aviv. Los socios internacionales en el estudio incluyeron investigadores del Imperial College (dirigido por el Prof. Gad Frankel) y el Instituto de Investigación del Cáncer en Londres, así como de la Universidad Técnica y el Centro Nacional de Biotecnología en Madrid.
Las enfermedades intestinales son causadas por bacterias patógenas que se adhieren a nuestras células intestinales. Una vez adheridas, las bacterias usan una especie de jeringa molecular para inyectar en las células intestinales proteínas llamadas «efectores». Estos efectores trabajan juntos para hacerse cargo de las células sanas, como los piratas informáticos que se hacen cargo de los servidores informáticos mediante una combinación de líneas de código. Sin embargo, hasta ahora los científicos no sabían qué combinación de proteínas es la que rompe los mecanismos de defensa de la célula. Ahora, la plataforma de inteligencia artificial de los investigadores de la Universidad de Tel Aviv ha identificado efectores novedosos en la bacteria, que han sido probados y validados experimentalmente. Posteriormente, los experimentos de laboratorio realizados en Londres predijeron con éxito las combinaciones de proteínas que hacen que las bacterias patógenas se apoderen de los intestinos.
«En este estudio, nos enfocamos en una bacteria que causa enfermedades intestinales en ratones, un pariente de la bacteria E. coli que causa enfermedades intestinales en humanos, para no trabajar directamente con el patógeno humano», explica Ph.D. estudiante Naama Wagner. «La inteligencia artificial que creamos sabe cómo predecir efectores en una variedad de bacterias patógenas, incluidas las bacterias que atacan plantas de importancia económica. Nuestros cálculos fueron posibles gracias a herramientas avanzadas de aprendizaje automático que utilizan la información genómica de una gran cantidad de bacterias. Nuestros socios en Inglaterra demostraron experimentalmente que el aprendizaje fue extremadamente preciso y que los efectores que identificamos son, de hecho, las armas utilizadas por las bacterias».
«Las bacterias patógenas se tratan con antibióticos», dice el profesor Tal Pupko. «Pero los antibióticos matan una gran cantidad de especies de bacterias, con la esperanza de que las bacterias patógenas también sean destruidas. Por lo tanto, los antibióticos no son un rifle sino un cañón. Además, el uso excesivo de antibióticos conduce al desarrollo de bacterias resistentes a los antibióticos, un problema mundial que está empeorando. Comprender la base molecular de la enfermedad es un paso necesario en el desarrollo de medicamentos que sean más inteligentes que los antibióticos, que no dañarán en absoluto a la población bacteriana en los intestinos. Esta vez descubrimos los efectores de bacterias intestinales que atacan a los roedores, pero esto es solo el comienzo. Ya estamos trabajando en la detección de efectores en otras bacterias en un intento por comprender mejor cómo llevan a cabo su misión en las células diana a las que atacan».
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El análisis de IA sobre cómo el ataque bacteriano podría ayudar a predecir los resultados de la infección Más información: David Ruano-Gallego et al, Los efectores del sistema de secreción tipo III forman redes de virulencia intracelular robustas y flexibles, Ciencia (2021). DOI: 10.1126/science.abc9531 Información de la revista: Science
Proporcionado por la Universidad de Tel-Aviv Cita: Investigadores identifican las proteínas que causan enfermedades intestinales (26 de abril de 2021 ) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-04-proteins-intestinal-disease.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.