Investigadores de la iniciativa Construyendo la Generación IA impulsan el diseño de proteínas con inteligencia artificial para combatir el cáncer

La inteligencia artificial está abriendo nuevas puertas en el mundo de la medicina. Cada vez son más los investigadores que la utilizan para entender mejor las enfermedades y encontrar tratamientos más eficaces, especialmente en la lucha contra el cáncer.

En el Día de la Investigación contra el Cáncer, queremos destacar el trabajo de Pablo San Segundo, uno de los 374 investigadores contratados por la iniciativa Construyendo la Generación IA, dentro del programa Generación D. San Segundo trabaja en el Grupo de Diseño Biomolecular y Nanomedicina Estructural del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), liderado por Roger Castells-Graells, donde investiga cómo aplicar la inteligencia artificial al diseño de proteínas artificiales con aplicaciones en el diagnóstico y tratamiento del cáncer.

Proteínas artificiales para la lucha contra el cáncer

El proyecto del CNIO en el que trabaja San Segundo gira en torno a varias líneas de investigación. Una de ellas se centra en el diseño de proteínas que no existen en la naturaleza, generadas mediante modelos de IA, capaces de interferir en procesos tumorales. "Lo que pretendemos es evitar que estas proteínas actúen en la célula y con ello reducir el crecimiento del tumor", explica.

El investigador también estudia proteínas humanas que, en ciertos tumores, adoptan estructuras similares a virus. Estas proteínas pueden provocar respuestas inmunes anómalas en pacientes con síndromes paraneoplásicos que no son causados directamente por el tumor, sino por una reacción del sistema inmunológico frente a determinadas proteínas. Este fenómeno puede afectar al sistema nervioso, endocrino u otros órganos, y dificulta el diagnóstico oncológico en personas que sufren este trastorno.

Rediseño de proteínas humanas con IA

El objetivo de esta línea de investigación es rediseñar las proteínas humanas para mejorar su estabilidad y funcionalidad, tanto en diagnóstico como en terapia. "La idea es utilizar la IA para construir estructuras proteicas o partículas tipo virus que nos permitan hacer un mejor diagnóstico y, por otro lado, rediseñar estas proteínas humanas para su uso en el tratamiento farmacológico", señala San Segundo.

La inteligencia artificial no solo está transformando el diseño de nuevas proteínas en el laboratorio del CNIO, también está revolucionando la forma en que se experimenta con ellas. Gracias a esta tecnología, el equipo de investigadores puede introducir mutaciones en las secuencias de aminoácidos de las proteínas humanas sin comprometer su capacidad de formar cápsides, unas estructuras clave en la biología viral.

"Introducir un gran número de mutaciones a una proteína de tal forma que luego mantenga su función principal (generar cápsides) es muy complicado si no se utiliza la IA", afirma San Segundo. Esto les permite generar miles de variantes, realizar cribados más precisos y seleccionar aquellas proteínas con mayor viabilidad experimental.

Aunque la investigación se encuentra en una fase inicial de laboratorio, sus aplicaciones potenciales son amplias. "Esta investigación puede ser una ventaja para el tratamiento dirigido de un porcentaje pequeño de tumores y, en cuanto al diagnóstico, mejoraría la detección en personas con síndrome paraneoplásico, que se han infradiagnosticado", indica San Segundo. Además, el conocimiento molecular que se obtiene permite una caracterización más precisa de los pacientes, abriendo nuevas posibilidades terapéuticas.

Más allá del ámbito oncológico, el rediseño de proteínas mediante IA podría aplicarse en biotecnología, enfermedades neurodegenerativas o detección de toxinas. "Va a haber una revolución con respecto al diseño de proteínas en todos los campos que implican biotecnología y biología celular", concluye el investigador, quien anima a otros científicos a formarse en IA y comenzar a aplicarla cuanto antes.

Sobre Construyendo la Generación IA

Esta iniciativa, enmarcada dentro del programa Generación D, apuesta por la investigación en tecnologías clave y ha permitido financiar un total de 374 contratos de formación en inteligencia artificial y digitalización en algunos de los centros públicos de investigación más punteros del país, como el CSIC, el Barcelona Supercomputing Center (BSC), el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) o el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC). Dotado con un presupuesto de 120 millones de euros busca reforzar la capacidad investigadora española y consolidar un ecosistema de innovación con profesionales altamente cualificados.

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