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Nota editorial

Los sistemas inteligentes ayudan a entender el sistema inmunitario humano

El cuerpo humano es tan complejo y dinámico que hemos pasado siglos intentando escudriñar sus secretos. Hoy en día se plantea una estrategia de avance científico calzando el guardapolvos a la IA. Los primeros hallazgos ya llegaron y permiten identificar a los mejores soldados que nuestro organismo dispone para defendernos de ataques externos.

Entre los mecanismos más sofisticados en la naturaleza se encuentra el sistema inmunitario. Contamos con invisibles ejércitos especializados en distintos ataques de microorganismos pero a veces no son suficientes y es necesario recurrir a refuerzos externos. Entre las huestes de la naturaleza se encuentran muchas medicinas no sintéticas que pueden actuar como antibióticos de origen natural llamados péptidos antimicrobianos (se los identifica con las siglas AMP por su nombre en inglés).

Ahora la tecnología inteligente bioinspirada ha aplicado una imitación de los principios Darwinianos denominado Algoritmo Genético multiobjetivo, que es capaz de obtener la solución de compromiso para problemas donde la mejor solución para una parte de la solución implica perjudicar otros aspectos relevantes del objetivo final. Con esta llave en mano, la idea es explorar todos los posibles AMP que resulten ideales para una respuesta inmune mejorada. Son componentes que se han conservado de la respuesta inmune innata en los distintos procesos evolutivos.

Estos péptidos han sido fabricados por la naturaleza para actuar como medio de defensa en contra de enfermedades producidas por diversos microorganismos. Entre otros, esos atacantes pueden ser bacterias como hongos y virus.

La buena noticia es que existen muchos de estos péptidos antimicrobianos naturales que aún no se conocen, y se producen en una gran variedad de fuentes como plantas, insectos, virus y mamíferos.

Los AMP, que forman parte de la respuesta inmunitaria innata que se encuentra en todas las clases de vida, son prometedores en el tratamiento de infecciones resistentes a los antibióticos, incluidos los de amplio espectro. Son muy eficaces a la hora de matar bacterias, pero la mayoría son secuencias específicas que siguen siendo desconocidas para los humanos. Para identificarlas se diseñó un sistema capaz de explorar de manera inteligente y no exhaustiva el vasto espacio de alternativas para identificar péptidos con alta actividad antimicrobiana y buena diversidad entre los AMP conocidos.

Los enfoques de inteligencia computacional han identificado con éxito algunos AMP. Sin embargo, la mayoría de ellos aún sigue esperando ser estudiados…

Daniela López De Luise

Academia Nacional de Ciencias de Buenos Aires

Coordinadora Académica CETI

Fuente:

Evolutionary Multi-Objective Optimization in Searching for Various Antimicrobial Peptides. Research fontier. IEEE Computational Intelligence Magazine, May 2023