La gonorrea, una infección bacteriana de transmisión sexual que afecta a más de 80 millones de personas en todo el mundo cada año, se ha vuelto resistente a casi todos los antibióticos conocidos. Eso hace que sea muy difícil de tratar, pero si no se trata, una infección podría provocar complicaciones graves o incluso mortales. También aumenta el riesgo de que una persona contraiga el VIH.

Un nuevo estudio sugiere que la inteligencia artificial (IA) puede ayudar a identificar los ingredientes clave de una vacuna . En mBio , una colaboración internacional entre investigadores académicos y comerciales informó la identificación de dos antígenos prometedores como candidatos para una vacuna contra la gonorrea. Los investigadores utilizaron un modelo de IA llamado Red Educada Discriminativa de Eficacia, o EDEN, para identificar las proteínas protectoras.

También utilizaron EDEN para generar puntuaciones que predijeran con precisión qué tan bien las combinaciones de antígenos reducirían las poblaciones de bacterias patógenas de Neisseria gonorrhoeae, el microbio que causa la gonorrea.

«Hasta donde sabemos, esta correlación no se ha demostrado antes», dijo el investigador de enfermedades infecciosas, Dr. Sanjay Ram, de la Facultad de Medicina Chan de la Universidad de Massachusetts, en Worcester. Ram, Sunita Gulati, D.Sc y sus colegas probaron los antígenos identificados por EDEN en laboratorio y en modelos animales.

El trabajo comenzó en 2008, cuando Andreas Holm Mattsson, en Dinamarca, extrajo literatura publicada para reunir un gran conjunto de datos de proteínas protectoras de superficie de una variedad de bacterias patógenas. Ese mismo año, Mattsson fundó Evaxion, una startup de inmunología de IA, y quería diseñar un sistema basado en IA que pudiera identificar objetivos de vacunas en microbios infecciosos.

Para el nuevo estudio, Mattsson y sus colegas aplicaron este nuevo modelo de IA a los proteomas de 10 cepas clínicamente relevantes de Neisseria gonorrhoeae para predecir un conjunto de proteínas bacterianas que, en una vacuna, podrían ayudar a enseñar al sistema inmunológico del cuerpo a reconocer y defenderse. fuera de las bacterias.

«EDEN utiliza una característica como el reconocimiento facial para comprender la diferencia entre las proteínas», dijo Mattsson.

Una vez que compilaron la lista, se la enviaron a Ram y Gulati en Massachusetts. «Probamos y validamos todos sus candidatos en modelos de ratón», dijo Ram. El grupo probó por primera vez combinaciones de dos o tres antígenos en ratones. Ese análisis identificó dos proteínas involucradas en la división celular como candidatas prometedoras, ninguna de las cuales se sabía previamente que estuviera expuesta en la superficie de la célula.

En experimentos de laboratorio , muestras de sangre tomadas de ratones inmunizados con estas dos proteínas mataron bacterias de múltiples cepas de gonorrea in vitro. Esos hallazgos coincidieron con las predicciones de EDEN. En experimentos adicionales, ratones inmunizados fueron infectados con N. gonorrhoeae y la vacuna disminuyó la carga bacteriana.

«Eso fue realmente una sorpresa», dijo Ram. «Nadie habría predicho que estas dos proteínas que se creía que no estaban expuestas en la superficie funcionarían en vacunas, y otros investigadores reaccionaron con escepticismo».

Dada la eficacia de las pruebas individuales, el equipo de Evaxion combinó las proteínas en una única proteína quimérica , que indujo una respuesta inmune que también mostró eficacia en modelos animales y de laboratorio.

Ram señaló que la investigación también reveló un mecanismo crítico para la eliminación de la infección por N. gonorrhoeae mediante esta vacuna candidata. Queda por estudiar si tales mecanismos de eliminación bacteriana ocurren en humanos.

Los investigadores ahora están utilizando EDEN para buscar proteínas candidatas a vacunas en otros microbios patógenos, incluidas varias bacterias para las cuales EDEN ha predicho una alta eficacia en modelos de ratón.

También están pensando en cómo ir más allá de la promesa del trabajo preclínico y ver si las mismas proteínas tienen un efecto protector en el cuerpo humano. Recientemente se asociaron con una empresa de biotecnología sudafricana para desarrollar una vacuna experimental de ARNm basada en antígenos.

Fuente: medicalxpress.com