Por medio de inteligencia artificial, identifican fármacos que podrían ser efectivos contra COVID

El investigador Luca Cernuzzi manifestó que con un grupo de investigadores recurrieron a la inteligencia artificial para identificar fármacos utilizados para otras enfermedades que puedan servir también para tratar el COVID-19. Mencionó que ya tienen los primeros resultados y que solicitaron al Ministerio de Salud para hacer ensayos clínicos para comprobar la eficacia de las predicciones. Esto en el marco del proyecto CoVIDA.

Abr 5, 2021

CoVIDA es una iniciativa impulsada por el Centro de Ingeniería para la Investigación, Desarrollo e Innovación Tecnológica (CIDIT) que utiliza técnicas avanzadas de Inteligencia Artificial (IA) para encontrar medicamentos comerciales que puedan ser usados en el tratamiento de pacientes con COVID-19, método conocido como reposicionamiento de medicamentos. Cuenta con el apoyo de los Centros de Investigación de la Fundación Getulio Vargas (FGV) de Brasil y de Royal Holloway de la Universidad de Londres, Inglaterra y la cofinanciación del Consejo Nacional de Ciencias y Tecnologías (CONACYT).

El equipo está conformado por investigadores nacionales e internacionales incluyendo expertos en farmacología, medicina, y ensayos clínicos. “En poco tiempo el coronavirus se ha convertido en una de las principales causas de mortalidad en el mundo.

 Las medidas de prevención no farmacológicas como el distanciamiento social no son soluciones factibles a largo plazo y hasta hoy no tenemos disponibles en forma masiva medicamentos eficaces para tratar a los enfermos y prevenir el contagio del virus en las comunidades”, comenta Teresa Gamarra, directora de CoVIDA.

Este proyecto nace en medio del contexto pandémico por COVID-19, enfermedad altamente contagiosa que ha costado la vida de más de 2 millones y medio de personas e impactado negativamente a la economía, a la educación y a la sociedad a nivel mundial y Paraguay no se encuentra exento a estos efectos. Frente a esta situación, y a pesar de contar con diversas vacunas que están siendo distribuidas y aplicadas alrededor del mundo, no se cuenta con medicamentos eficaces para su tratamiento de forma comercial, ni se tiene la certeza para tratar a los pacientes contagiados o reducir la mortalidad de los que están en estado grave.

¿En qué consiste la reposición de medicamentos?

CoVIDA plantea esta estrategia efectiva, rápida y de bajo costo basándose en la reutilización de algunos de los 2000 medicamentos comerciales seguros en humanos, usando la Inteligencia Artificial (IA) para identificar los ya aprobados en 28 enfermedades infecciosas similares al COVID-19.

En la investigación se desarrollaron nuevos procesos de IA que permitieron priorizar medicamentos potencialmente efectivos contra el SARS-CoV-2. Las metodologías implementadas se resumen en cuatro partes:

  1. Reposicionamiento de antivirales de amplio espectro utilizando IA: consistió en predecir medicamentos aprobados por la U.S. Food and Drug Administration (FDA), seguros en humanos, que afectan directamente a las proteínas del SARS-CoV-2. Para ello, utilizaron datos recientes de actividad antiviral contra virus específicos y desarrollaron modelos matemáticos basados en descomposición de matrices. Este método se restringió a una lista de aproximadamente 126 antivirales conocidos.
  2. Reposicionamiento de medicamentos aprobados que actúan en el huésped: estos interrumpen el mecanismo de replicación e infección del SARS-CoV-2 en las células humanas. Esto implicó analizar el interactoma humano (mapa de las interacciones moleculares entre las proteínas humanas) y localizar las proteínas que afecta el virus, como aquellas moduladas por los medicamentos. Posteriormente, utilizaron un algoritmo para estimar la acción de los medicamentos contra los virus basados en las distancias relativas de sus proteínas de acción. Este análisis analizó 2000 medicamentos comerciales para predecir los candidatos prometedores.
  3. Análisis farmacológico de las predicciones, los medicamentos candidatos de cada método fueron combinados utilizando un algoritmo de ranking. Esta lista fue filtrada aún más con una validación in vitro utilizando Connectivity Map (Lamb et al., Science, 2006) que permitió priorizar los medicamentos en su capacidad para cancelar el perfil de expresiones de los genes en células infectadas con COVID-19. Los expertos médicos del equipo analizaron en detalle las predicciones, esto posibilitó evaluar cuales están disponibles en Paraguay, su viabilidad, efectos secundarios, entre otros.
  4. Diseño de protocolo de ensayos clínicos, basados en el análisis farmacológico anterior, los expertos médicos consideraron unos pocos medicamentos candidatos, de estos, se seleccionaron uno o dos más prometedores, con múltiple evidencia biológica. Actualmente se encuentran diseñando un protocolo de ensayo clínico para evaluar su eficacia, que tendrá en cuenta características de la población (edad, sexo), así como características del medicamento (dosaje recomendado).

Gamarra agrega que “en varios países del mundo, existen diversos grupos de investigación tanto en la academia como en la industria que se encuentran realizando estudios farmacológicos y/o clínicos de nuevos compuestos químicos o de medicamentos aprobados por la FDA, que podrían ser eficaces para tratar el COVID-19 y mediante este estudio queremos que Paraguay también deje su aporte para el mundo”.

Próximos pasos

Ya se cuenta con una lista preliminar de 25 drogas comerciales con 80% de efectividad potencial para tratar el COVID-19, que podrían ampliar el espectro de los medicamentos actualmente utilizados por el personal médico y el Ministerio de Salud Pública y Bienestar Social. Además, los investigadores están diseñando un protocolo de ensayo clínico para aquellos medicamentos que se consideren como candidatos más prometedores, en conformidad con los estatutos éticos vigentes y las recomendaciones de la OMS ante la pandemia por COVID-19.

Con el fin de ayudar a la comunidad de investigación CoVIDA desarrolló CoREx (del inglés COVID Repositioning Explorer), esta herramienta online se basa en los métodos de IA desarrollados por el equipo de CoVIDA y permite que los investigadores puedan analizar la interacción molecular entre proteínas importantes en el proceso de infección y replicación del virus SARS-CoV-2, así como proteínas involucradas en mecanismo de acción de fármacos con potencial efecto antiviral.

Asimismo, cuenta con información acerca del estado de ensayos clínicos de los diversos fármacos involucrados y su posible impacto en la expresión genética de los pacientes. De forma combinada, esta información provee una vista panorámica a los investigadores y puede acelerar el reposicionamiento de un fármaco existente o la identificación de características de un antiviral prometedor. CoREx se encuentra disponible de forma gratuita en este link.


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