Una IA diseña antibióticos para combatir bacterias resistentes a los fármacos tradicionales

La resistencia bacteriana es uno de los mayores desafíos de la medicina moderna. Cada año, cerca de 5 millones de personas mueren en el mundo por infecciones que ya no responden a los tratamientos habituales, según la Organización Mundial de la Salud (OMS).

En este contexto, un grupo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha dado un paso crucial al utilizar inteligencia artificial (IA) generativa para diseñar antibióticos completamente nuevos, capaces de atacar bacterias casi invulnerables a los fármacos actuales.

El estudio, publicado en la revista Cell, describe cómo los algoritmos de IA lograron explorar territorios químicos inalcanzables para la investigación tradicional. Los modelos generaron más de 36 millones de compuestos teóricos, que luego fueron evaluados digitalmente para predecir su efectividad antimicrobiana, su posible toxicidad y su parecido con antibióticos ya conocidos. Gracias a este proceso, los científicos pudieron descartar rápidamente miles de candidatos y enfocarse en los más prometedores.

Los resultados fueron sorprendentes, los compuestos seleccionados son estructuralmente distintos de cualquier antibiótico disponible en la actualidad. Además, actúan mediante mecanismos novedosos, principalmente alterando las membranas celulares de las bacterias, lo que abre una nueva vía terapéutica frente a la resistencia.

“Este trabajo demuestra el poder de la inteligencia artificial en el diseño de fármacos y nos permite descubrir mecanismos de acción inéditos para tratar infecciones resistentes”, explicó James Collins, profesor Termeer de Ingeniería y Ciencias Médicas en el MIT y autor principal del estudio.

El equipo enfocó su investigación en Neisseria gonorrhoeae, la bacteria responsable de la gonorrea, una enfermedad de transmisión sexual que en los últimos años ha mostrado una resistencia creciente a casi todos los tratamientos disponibles.

El proceso comenzó con una biblioteca inicial de 45 millones de fragmentos químicos. Tras varias rondas de cribado asistidas por IA, los investigadores identificaron un compuesto al que denominaron F1, que demostró un gran potencial contra la bacteria.

Sobre esta base, recurrieron a dos algoritmos generativos para producir alrededor de 7 millones de variantes del F1. De ese conjunto, mil fueron seleccionadas como candidatas más prometedoras para pruebas de laboratorio posteriores.

Aunque todavía falta comprobar su eficacia en modelos animales y en ensayos clínicos, los científicos destacan que este enfoque representa un cambio radical frente a los métodos convencionales de descubrimiento de antibióticos, que suelen ser costosos, lentos y limitados por el espacio químico ya explorado.

Más allá del caso de la gonorrea, el método desarrollado en el MIT podría aplicarse a otras bacterias resistentes que representan una amenaza creciente para la salud pública mundial. Entre ellas se encuentran Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA) o Klebsiella pneumoniae, asociadas a infecciones hospitalarias graves.

“Estamos abriendo la puerta a un futuro en el que la inteligencia artificial no solo acelere el descubrimiento de antibióticos, sino que lo haga posible en áreas donde antes parecía imposible”, señaló Collins.

La resistencia antimicrobiana se ha convertido en una crisis sanitaria global. La OMS la considera una de las 10 principales amenazas para la salud pública, ya que reduce la eficacia de tratamientos que han salvado millones de vidas durante décadas. Sin antibióticos efectivos, intervenciones médicas comunes como cirugías, trasplantes o tratamientos de quimioterapia podrían volverse mucho más riesgosas.

Por ello, la posibilidad de que la IA genere moléculas inéditas no solo ofrece esperanza, sino que también plantea un cambio de paradigma en la investigación biomédica.

El avance del MIT es un primer paso, aún lejos de convertirse en un medicamento disponible en farmacias, pero demuestra que la inteligencia artificial puede convertirse en un aliado clave para enfrentar uno de los retos médicos más urgentes de nuestro tiempo.