Algoritmos para acelerar la investigaci¨®n de f¨¢rmacos

La medicina es uno de los sectores que demuestra de forma m¨¢s obvia c¨®mo la inteligencia artificial puede mejorar la vida de las personas. Ayuda a recopilar informaci¨®n y analizarla, a encontrar patrones y personalizar los tratamientos y contribuye a que est¨¦ aumentando el n¨²mero de pacientes que superan ciertas enfermedades. La tasa de curaci¨®n del c¨¢ncer es m¨¢s elevada. El ¨ªndice de supervivencia de un traumatismo craneal es mayor. Hay multitud de proyectos que demuestran c¨®mo la IA est¨¢ cambiando la forma de dise?ar y administrar tratamientos. Con la cofinanciaci¨®n del CDTI, el Grupo AIA y Sylentis han desarrollado SirFinder, un software basado en machine learning que tiene como objetivo ayudar a reducir la producci¨®n de prote¨ªnas an¨®malas o prote¨ªnas normales producidas en exceso, lo que puede derivar en problemas de salud.

As¨ª es como funciona: el ADN que vive en todas nuestras c¨¦lulas manda mensajes constantes con nuestra informaci¨®n gen¨¦tica. Otra cadena de mol¨¦culas, el ARN, se encarga de transmitir esa informaci¨®n m¨¢s all¨¢ del n¨²cleo de las c¨¦lulas y cumple una funci¨®n fundamental para sintetizar prote¨ªnas. Pero a veces esos mensajes son err¨®neos o est¨¢n mal copiados: ah¨ª es donde entra en juego el ARN de interferencia, un mecanismo que se encarga de regular la expresi¨®n de los genes, y cuyo descubrimiento recibi¨® el premio Nobel en 2006. ¡°La forma de trabajar de nuestro equipo de data scientists es profundizar en el conocimiento de la disciplina a la que van a aplicar sus algoritmos, trabajando conjuntamente con los expertos, en este caso los bioqu¨ªmicos de Sylentis, para as¨ª poder extraer las m¨¢ximas capacidades de la Inteligencia Artificial en su uso en los casos espec¨ªficos del cliente¡±, asegura Carlos L¨®pez Ullod, CEO de Grupo AIA.

La herramienta SirFinder utiliza la inteligencia artificial para buscar c¨®digos de ARN de interferencia y ya ha sido implantada con ¨¦xito en Sylentis, del grupo PharmaMar. Su objetivo es potenciar el desarrollo de f¨¢rmacos que interact¨²an con este ARN. Esta herramienta, a trav¨¦s de diferentes algoritmos, permite generar miles de compuestos espec¨ªficos para tratar una enfermedad. Su objetivo es silenciar genes que son responsables de producir prote¨ªnas asociadas a determinadas enfermedades.

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En una primera fase del proyecto, los algoritmos se ejecutan para seleccionar las mol¨¦culas m¨¢s adecuadas teniendo en cuenta las propiedades termodin¨¢micas, las posibles respuestas inmunes del organismo, la afectaci¨®n que pudieran tener sobre los genes y posibles variaciones o mutaciones del gen diana. ¡°De esta manera podremos saber, de todas las mol¨¦culas del ARN de interferencia, cu¨¢les son las m¨¢s eficaces para actuar contra una patolog¨ªa determinada¡±, explican desde Sylentis.

As¨ª, la inteligencia artificial permite reducir y seleccionar el n¨²mero de mol¨¦culas para su posterior investigaci¨®n y desarrollo. Esto permite una reducci¨®n de hasta la mitad del tiempo, lo que posibilita generar f¨¢rmacos innovadores m¨¢s r¨¢pidamente (y con menos coste para la farmac¨¦utica). Entre los principales beneficios que aporta SirFinder se encuentran que mantiene la confidencialidad de las dianas y el flujo de informaci¨®n durante todo el procedimiento, gracias a que sus algoritmos recogen, limpian y reinterpretan los datos generados por Sylentis. La siguiente fase del proyecto, que desarrollar¨¢n Grupo AIA y Sylentis, consiste en dotar al software de un sistema de autoaprendizaje que permita adaptarlo al tipo de tejido que va dirigido.

¡°Las patolog¨ªas que podemos abordar son muy amplias, pero una condici¨®n imprescindible que deben cumplir es que sean consecuencia de un gen afectado por una mutaci¨®n que da lugar a una prote¨ªna no funcional o de un gen que se expresa m¨¢s de lo normal¡±, explica Tamara Mart¨ªnez, responsable del departamento de biolog¨ªa molecular de Sylentis. Actuando sobre el ARN de interferencia reducimos los niveles del ARN que est¨¢ originando el problema hasta niveles en los que conseguimos corregirlo¡±.

Por ahora, esta tecnolog¨ªa est¨¢ siendo ¨²til para el tratamiento del s¨ªndrome del ojo seco, que se produce por un exceso o alteraci¨®n de algunas prote¨ªnas y est¨¢ causado por una falta cr¨®nica de lubricaci¨®n y humectaci¨®n sobre la superficie del ojo. Este s¨ªndrome produce irritaci¨®n leve pero constante y puede llevar a una inflamaci¨®n significativa e incluso la aparici¨®n de cicatrices en la superficie del ojo. En este caso, la tecnolog¨ªa de Sylentis interviene reduciendo y regulando los niveles de prote¨ªnas alteradas que provocan estos s¨ªntomas. La forma de administraci¨®n es sencilla: bastan unas gotas.

• Una relaci¨®n de d¨¦cadas

En realidad, la inteligencia artificial y la medicina est¨¢n conectadas desde los a?os 50. En ese momento, la IA ya se estaba desarrollando en los sistemas inform¨¢ticos pero la medicina no estaba digitalizada. Ahora, en este mundo cada vez m¨¢s digital ¡ªtambi¨¦n en los hospitales y centros m¨¦dicos¡ª, estas dos disciplinas se han encontrado. Y parece haber llegado en el momento m¨¢s oportuno. Cada vez hay se generan m¨¢s datos m¨¦dicos que necesitan ser gestionados a m¨¢s velocidad. ¡°Para extraer conocimiento ¨²til de toda esa informaci¨®n, que sirva de ayuda a los facultativos, a la industria y, finalmente, a los pacientes, la IA es el elemento clave¡± afirma Carlos L¨®pez.

A¨²n as¨ª, los expertos est¨¢n de acuerdo en que esta tecnolog¨ªa no sustituye el trabajo humano, sino que ayuda y apoya en su labor, reduciendo los tiempos y ayudando a encontrar nuevos patrones. B¨¢sicamente, la inteligencia artificial aplicada a la medicina ayuda a acceder a la informaci¨®n y a manejar de forma m¨¢s eficiente la gran cantidad de datos que manejan los profesionales de la medicina. Tambi¨¦n sirve como soporte a las decisiones m¨¦dicas pero no sustituye a los doctores. Su capacidad para detectar patrones puede ayudar a saber qu¨¦ diagn¨®stico es el m¨¢s acertado teniendo en cuenta los s¨ªntomas del paciente y qu¨¦ recomendaciones ser¨ªan las m¨¢s adecuadas.