Diseñan en el CICESE péptido antibacteriano con novedosa plataforma computacional

Ensenada, B.C.—Investigadores del Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE) desarrollaron, por primera vez en México, un péptido antibacteriano diseñado completamente por computadora mediante un innovador paradigma denominado Key Cutting Machine (KCM), una herramienta que promete acelerar la creación de nuevas terapias contra infecciones resistentes.

El diseño computacional se llevó a cabo en el Laboratorio de Biología Computacional del CICESE y fue probado posteriormente en colaboración con la Universidad de Pensilvania, donde el péptido mostró una potente actividad contra diversas cepas bacterianas y una eficacia comparable a los antibióticos comerciales en modelos preclínicos.

El doctor Carlos Alberto Brizuela Rodríguez, investigador del Departamento de Ciencias de la Computación del CICESE, explicó que KCM funciona como “una máquina de copiar llaves”: permite generar un nuevo péptido antibacteriano cuyo diseño estructural replica la función del original, pero con una secuencia de aminoácidos completamente distinta.

A diferencia de los modelos generativos basados en inteligencia artificial, que requieren grandes volúmenes de datos y costoso equipamiento de cómputo, la plataforma KCM utiliza solo una unidad de GPU y se basa en algoritmos de optimización capaces de integrar, desde el diseño, requisitos específicos definidos por el usuario. Esto reduce tiempos y costos, además de facilitar la evaluación de propiedades fisicoquímicas y energéticas de cada candidato.

Producto de este proceso, KCM generó un péptido con actividad antibacteriana de amplio espectro que fue evaluado tanto in vitro como en modelos de infección en ratones, con resultados exitosos.

El estudio fue publicado en Nature Machine Intelligence bajo el título “Tailored structured peptide design with a key-cutting machine approach”. Sus autores principales —Yan C. Leyva, Marcelo D. T. Torres, Carlos A. Oliva y Carlos A. Brizuela— pertenecen al Departamento de Ciencias de la Computación del CICESE.

De acuerdo con los investigadores, la plataforma KCM abre nuevas posibilidades para el diseño de proteínas y péptidos de novo, con aplicaciones potenciales en medicina, ciencia de materiales y biología sintética, y representa una alternativa accesible para laboratorios que no cuentan con hardware de alta gama.