La halicina ( SU-3327 ) es un fármaco experimental que actúa como inhibidor enzimático de la cinasa N-terminal de c-Jun (JNK). [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Inicialmente, se investigó para el tratamiento de la diabetes , [ 4 ] pero se suspendió su desarrollo para esta aplicación debido a los malos resultados de las pruebas. En 2019, un modelo de inteligencia artificial (IA) descubrió que esta molécula presentaba propiedades antibióticas contra varias bacterias . [ 5 ]
Historia
La halicina era conocida anteriormente como SU-3327, [ 6 ] desarrollada por un grupo de investigadores del Instituto Burnham para la Investigación Médica , Estados Unidos, en 2009 para investigaciones sobre el tratamiento de la diabetes. [ 4 ] Los investigadores nombraron la molécula en honor al sistema de inteligencia artificial ficticio Hal de 2001: Una odisea del espacio . [ 5 ]
Propiedades antibióticas
La halicina fue identificada por investigadores de inteligencia artificial, incluido el bioingeniero James Collins , en la Clínica Jameel del MIT en 2019 utilizando un enfoque de aprendizaje profundo in silico , como un probable antibiótico de amplio espectro . [ 5 ] [ 7 ] El proceso duró solo tres días. [ 8 ] Esta probabilidad fue verificada mediante pruebas de cultivo celular in vitro , seguidas de pruebas in vivo en ratones. [ 9 ] Mostró actividad contra cepas resistentes a fármacos de Clostridioides difficile , Acinetobacter baumannii y Mycobacterium tuberculosis , con un mecanismo de acción inusual que implica el secuestro de hierro dentro de las células bacterianas, lo que interfiere con su capacidad para regular adecuadamente el equilibrio del pH a través de la membrana celular . Dado que este es un modo de acción diferente al de la mayoría de los antibióticos, la halicina mantuvo su actividad contra cepas bacterianas resistentes a muchos fármacos de uso común. [ 10 ]
Estudios preliminares sugieren que la halicina mata las bacterias al alterar su capacidad para mantener un gradiente electroquímico a través de sus membranas celulares. Este gradiente es necesario, entre otras funciones, para producir adenosín trifosfato (ATP, moléculas que las células utilizan para almacenar y transferir energía), por lo que si el gradiente se rompe, las células mueren. Este tipo de mecanismo de muerte podría dificultar que las bacterias desarrollen resistencia. [ 7 ]
Referencias
- ↑ Augustine C, Cepinskas G, Fraser DD (agosto de 2014). "La lesión traumática provoca la retracción de astrocitos humanos mediada por JNK in vitro". Neuroscience . 274 : 1–10 . doi : 10.1016/j.neuroscience.2014.05.009 . PMID 24838066. S2CID 9498486 .
- ↑ Jang S, Javadov S (2014). "La inhibición de JNK agrava la recuperación de corazones de rata después de isquemia global: el papel de JNK mitocondrial" . PLOS ONE . 9 (11) e113526. Bibcode : 2014PLoSO...9k3526J . doi : 10.1371/journal.pone.0113526 . PMC 4244102. PMID 25423094 .
- ↑ Jang S, Yu LR, Abdelmegeed MA, Gao Y, Banerjee A, Song BJ (diciembre de 2015). "Función crítica de la proteína quinasa N-terminal c-jun en la promoción de la disfunción mitocondrial y la lesión hepática aguda" . Redox Biology . 6 : 552–564 . doi : 10.1016/j.redox.2015.09.040 . PMC 4625008. PMID 26491845 .
- 1 2 De SK, Stebbins JL, Chen LH, Riel-Mehan M, Machleidt T, Dahl R, et al. (abril de 2009). "Diseño, síntesis y relación estructura-actividad de inhibidores triazoles y tiadiazoles competitivos de sustrato, selectivos y activos in vivo de la cinasa N-terminal de c-Jun" . Journal of Medicinal Chemistry . 52 (7): 1943– 52. doi : 10.1021/jm801503n . PMC 2667321. PMID 19271755 .
- 1 2 3 "La inteligencia artificial produce un nuevo antibiótico" . La campaña del MIT por un mundo mejor . Consultado el 13 de noviembre de 2020 .
- ↑ «La IA encuentra moléculas que matan bacterias, pero ¿serían buenos antibióticos?» . Noticias de química e ingeniería (C&EN). 26 de febrero de 2020. Archivado del original el 29 de febrero de 2020. Consultado el 22 de marzo de 2023 .
- 1 2 Trafton A (20 de febrero de 2020). "La inteligencia artificial produce un nuevo antibiótico" . Oficina de prensa del MIT .
- ↑ May, Mike (2023). "Cómo combatir la resistencia a los antibióticos". Nature Medicine . 29 (7): 1583– 1586. doi : 10.1038/d41591-023-00043-5 . ISSN 1078-8956 . PMID 37464030 .
- ↑ Muestra I (20 de febrero de 2020). "Descubierto por primera vez un potente antibiótico mediante aprendizaje automático" . The Guardian .
- ^ Stokes JM, Yang K, Swanson K, Jin W, Cubillos-Ruiz A, Donghia NM, et al. (febrero de 2020). "Un enfoque de aprendizaje profundo para el descubrimiento de antibióticos" . Celúla . 180 (4): 688–702.e13. doi : 10.1016/j.cell.2020.01.021 . PMC 8349178 . PMID 32084340 .
Enlaces externos
- Aprendizaje automático para antibióticos
- Enzyme inhibitors
- Antibiotics
- Nitrothiazoles
- Thiadiazoles