Inteligencia artificial para investigar tratamientos contra el Parkinson

Un estudio liderado por realizado por por Angus McQuibban, de la Universidad de Toronto, ha usado un sistema de inteligencia artificial (IA) para identificar un medicamento existente contra el colesterol que tiene la capacidad de promover la eliminación de las mitocondrias, componentes de la célula que producen energía y que están dañados en la enfermedad de Parkinson. Los resultados se han publicado en la revista de acceso abierto PLOS Biology. 

La vía patogénica completa que conduce a la enfermedad todavía no se conoce, pero un claro contribuyente es la disfunción mitocondrial y la incapacidad para deshacerse de las mitocondrias defectuosas, proceso llamado mitofagia. Al menos 5 genes implicados en el Parkinson están relacionados con el deterioro de la mitofagia (directa o indirectamente), por lo que los autores buscaron compuestos que pudieran mejorar el proceso.

Algunos de estos han sido identificados, pero se vio que la mayoría de ellos también causan daño a las células, de modo que fueron descartados como candidatos a fármacos. Esto llevó a los autores a preguntarse si la bibliografía que describe estos compuestos podría conducirles a otros compuestos, no relacionados previamente con la potenciación de la mitofagia, pero que se describen con términos que también aparecen en los artículos que hablan de los potenciadores conocidos.

Identificar patrones de semejante "similitud semántica" es una de las principales habilidades de IBM Watson for Drug Discovery, un programa de inteligencia artificial que se ejecuta en un superordenador y analiza la bibliografía publicada en busca de patrones de palabras clave, frases y yuxtaposiciones. 

EL PROBUCOL, EL MÁS SEGURO

El equipo utilizó el programa para desarrollar una "huella dactilar" semántica de potenciadores de mitofagia de buena fe, y luego buscó huellas dactilares similares en la literatura sobre un conjunto de más de 3.000 candidatos de una base de datos de fármacos. Los 79 mejores candidatos se analizaron en cultivos celulares contra un veneno mitocondrial. 

De estos, los 3 mejores se probaron en otros ensayos, que identificaron el probucol, un fármaco reductor del colesterol, como el compuesto con la mejor combinación de eficacia y seguridad probable. La investigación también permitió saber que el probucol mejoraba la función motora, la supervivencia y la pérdida de neuronas en dos modelos animales diferentes de la enfermedad de Parkinson. 

El efecto del probucol sobre la mitofagia requirió la formación y acción de gotas de lípidos, estructuras celulares transitorias que ayudan a mantener la integridad mitocondrial durante el estrés, y que se acumulan anormalmente en la enfermedad de Parkinson. 

Se sabe que el probucol se dirige a ABCA1, una proteína involucrada en el transporte de lípidos, y la reducción en los niveles de ABCA1 redujo la capacidad del probucol para promover la mitofagia, lo que sugiere que ABCA1 es un probable mediador del papel de las gotas de lípidos en la mitofagia. 

"Nuestro estudio muestra una metodología de cribado dual in silico/célula que identifica mecanismos conocidos y nuevos que potencian la mitofagia", apunta McQuibban. "Dada la relación entre la acumulación de gotas lipídicas y ABCA1, parece probable que el probucol potencie la mitofagia mediante la movilización de gotas lipídicas. Dirigirse a este mecanismo puede ser ventajoso", añade. "En el estudio hemos utilizado la plataforma de IA IBM Watson para identificar de manera eficiente los medicamentos actualmente aprobados que potencialmente podrían ser reutilizados como terapias para la enfermedad de Parkinson", concluye.

CASI 30.000 CASOS EN CATALUNYA

El Parkinson es un trastorno degenerativo del sistema nervioso central que tiene como síntomas principales temblor de reposo (en las manos, los brazos, las piernas y la mandíbula o la cabeza), rigidez (agarrotamiento de las extremidades y el tronco), lentitud en los movimientos e inestabilidad postural (deterioro del equilibrio).

Es el segundo trastorno neurodegenerativo más prevalente actualmente (por detrás del Alzheimer) y afecta prácticamente por igual a mujeres y hombres. Tiene mayor incidencia en los países desarrollados, posiblemente debido a la exposición mayor a pesticidas u otras toxinas. En Catalunya hay diagnosticadas 29.152 personas de enfermedad de Parkinson con una edad media de 80 años para las mujeres y 77 para los hombres, y alrededor del 8% son menores de 65 años de edad.