El bioquímico estadounidense David Baker ha conseguido fabricar proteínas desde cero, algo que hace no tanto parecía “una locura", pero hoy es una “revolución en sí misma” que ya ha conseguido una vacuna contra el coronavirus y otras terapias llegarán en los próximos años.
Baker (1962), de la Universidad de Washington, es uno de los galardonados este año con el Premio BBVA Fronteras del Conocimiento en Biología y Biomedicina, junto a Demis Hassabis y John Jumper, CEO e investigador, respectivamente, de la compañía de Inteligencia Artificial DeepMind de Google.
Los tres han contribuido, con el uso de la Inteligencia Artificial, a predecir la estructura tridimensional de las proteínas, que son las responsables de múltiples procesos biológicos y cuya forma tridimensional única define qué hacen y cómo lo hacen.
Pero Baker ha ido un paso más allá y con el software RoseTTAFold se pueden diseñar proteínas que no existen en la naturaleza desde cero, lo que describió, en una entrevista a EFE, como “una revolución en sí misma”.
De lo que más se habla es de las posibilidades en medicina, aunque “el potencial es inmenso” en tecnología, ingeniería o para la degradación de microplásticos, y cree que con el tiempo “muchos de los problemas a los que nos enfrentamos podrán ser abordados con proteínas de diseño, por ejemplo, la fijación del CO2”.
Durante años, “el diseño proteínas de novo, es decir, desde cero, se veía como una locura. Hasta hace muy poco se usaban las proteínas de la naturaleza o se incorporaban pequeños cambios en las mismas”, para crear medicamentos.
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No creían que fuera posible
Cuando su equipo empezó a intentar diseñarlas recuerda que les decían: “no se puede hacer" y es que era tan complejo que “nadie entendía las reglas”, por eso ahora “es muy emocionante poder fabricar nuevas proteínas que hagan cosas”, reconoció Baker.
Por el momento, se ha aprobado para su uso en personas una vacuna para covid-19 en Corea y hay otras proteínas que “pronto van a estar en la fase de ensayos clínicos”, por lo que “en los próximos tres o cinco años vamos a ver más proteínas de diseño en medicamentos aprobados”.
Habla de otras vacunas, como una de amplio espectro para la gripe, también están haciendo un spray nasal frente a varios virus respiratorios y, “a más largo plazo, nuevos tratamientos para las enfermedades autoinmunes y cáncer. Hay muchos enfoques terapéuticos”.
El bioquímico reconoció que en toda nueva tecnología “existe el potencial de darles un mal uso”, por eso hay que pensar en esas posibilidades e "implantar salvaguardias contra esos peligros".
Sobre la posibilidad de que esta técnica sirviera para crear algún virus peligroso, dijo que de esos “ya ha habido en la historia, como la gripe española”, cuya secuencia es pública. “El mundo ya conoce virus muy muy peligrosos, así que no necesitas un diseño de proteínas para hacerlo, porque esa es información ya pública”.
El uso de Inteligencia Artificial
Tanto RoseTTAFOLD, como AlphaFold2 de DeepMind, el cual ha resuelto la forma de millones de proteínas, están basados en la Inteligencia Artificial denominada de aprendizaje profundo.
El proceso de predecir la forma de una sola proteína supone años de complejo trabajo cuando se acomete en un laboratorio, pero gracias a la IA es cuestión de minutos u horas.
Baker cree que pausar el desarrollo de la IA por un tiempo como algunos piden para analizar sus riesgos “seria un error”, pero sí consideró que “hay que vigilar lo que está ocurriendo y pensar en lo que podría ocurrir”.
En todo caso, consideró que él está trabajando en el lado bueno de la IA, “así lo siento. Siento que estamos utilizando la inteligencia artificial para hacer que el mundo sea un lugar mejor”.
RoseTTAFol y AlphaFold son herramientas de acceso libre para la comunidad científica, pero vienen de entornos diferentes. El de Baker es de la Universidad de Washington, que es pública, el otro pertenece a una empresa privada.
En la Universidad “tenemos un sistema muy abierto de intercambio de información” donde se colabora con muchos grupos y “hay muchísima información que entra y sale cada día”, dice Baker, quien consideró que, en el caso del diseño de proteínas, es mejor ese sistema abierto, que otro más cerrado como puede ser el de una empresa.
Así fue el proceso de la proteína
El bioquímico explicó que para lograr una proteína de diseño, por ejemplo contra el cáncer, no solo hay que pedírsela al software. Primero hay que tener una idea de qué proteína de la célula cancerígena se quiere atacar y qué se quiere que ocurra después de dirigirse contra ella.
Cuando has decidido esas cuestiones -explicó- se diseña la proteína en el ordenador y se hace un gen sintético que se introduce en una bacteria, la cual produce la proteína. Una vez que existe, "se añade a la célula cancerígena para ver si hace lo que se supone que ha de hacer".
El diseño “puede tardar cuatro o cinco días y otro par de semanas fabricar la proteína y testarla. Así que, sí, lleva un cierto tiempo” y el camino no acaba ahí. Luego “hay que hacer ensayos clínicos para asegurarte que es una proteína segura y tienes que convencer a las agencias reguladoras” de medicamentos.