'Científicos ciudadanos' ayudan a los investigadores a crear nuevas terapias jugando a videojuegos

Publicado 06/06/2019 7:10:42CET
EE.UU.- 'Científicos ciudadanos' ayudan a los investigadores a crear nuevas terapias jugando a videojuegos
INSTITUTE FOR PROTEIN DESIGN/UW MEDICINE

   MADRID, 6 Jun. (EUROPA PRESS) -

   Un equipo de investigadores ha codificado su conocimiento especializado en un juego de ordenador llamado Foldit para permitir a 'científicos ciudadanos' diseñar con éxito proteínas sintéticas por primera vez, que podría dar lugar a nuevas vacunas o tratamientos contra el cáncer. Se trata de un trabajo multiinstitucional dirigido por el Instituto para el Diseño de Proteínas de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington (Estados Unidos) y publicado en 'Nature'.

   "Hay más proteínas posibles que átomos en el universo. Es emocionante pensar que ahora cualquiera puede ayudar a explorar este vasto espacio de posibilidades", admite el coautor principal David Baker, profesor de bioquímica en la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington y director del Instituto de Diseño de Proteínas.

   En este sentido, el autor principal del estudio, Brian Koepnick, investigador postdoctoral en el Instituto de Diseño de Proteínas señala que "la diversidad de moléculas que estos jugadores crearon es asombrosa. Estas nuevas proteínas no son de ninguna manera inferiores a lo que un científico de nivel de doctorado podría hacer".

   Foldit se creó en 2008 como una forma de 'gamificar' la investigación de proteínas. Las proteínas son biomoléculas esenciales que se encuentran dentro de cada célula de cada organismo. Sus intrincadas estructuras tridimensionales dan lugar a sus diversas funciones, que incluyen la digestión, la curación de heridas, la autoinmunidad y otras muchas funciones.

   A través del juego, los jugadores de Foldit han ayudado a determinar la estructura de una proteína relacionada con el VIH y han mejorado la actividad de enzimas útiles. Hasta ahora, sin embargo, los jugadores de solo podían interactuar con proteínas que ya existían y no tenían opción para diseñar otras nuevas.

   "Diseñar proteínas completamente nuevas que no existían en la naturaleza y ha sido nuestra meta con Foldit durante mucho tiempo --explica el coautor principal Seth Cooper , profesor asistente en el Khoury College of Computer Sciences de la Northeastern University--. Este nuevo conjunto de resultados muestra que es posible".

   Para convertir Foldit en una plataforma para el diseño de proteínas, los investigadores codificaron el conocimiento bioquímico en el juego. De esa manera, las moléculas diseñadas que obtuvieron buenos puntajes en Foldit serían más propensas a plegarse según lo previsto en el mundo real. "No dimos a los jugadores ninguna conferencia ni les pedimos que leyeran nada, pero modificamos el código que ha funcionado durante muchos años", explica el coautor principal Firas Khatib, profesor asistente de informática en la Universidad de Massachusetts Dartmouth.

   Los científicos probaron 146 proteínas diseñadas por jugadores de Foldit en el laboratorio y 56 de ellas resultaron estables. Este hallazgo sugiere que los jugadores han producido algunas proteínas realistas. Los investigadores recopilaron datos suficientes sobre cuatro de estas nuevas moléculas para demostrar que los diseños adoptaron las estructuras previstas. "Nunca hubiera creído que obtendrían eso, pero los jugadores de Foldit nunca dejan de sorprendernos", se congratula Khatib.

Crear nuevas proteínas sería un poco como intentar atar nudos nunca antes vistos usando una cuerda que es un millón de veces más delgada que un cabello humano. Hasta la fecha, solo un pequeño grupo de expertos tiene el suficiente conocimiento profundo de las biomoléculas para esta tarea tan sumamente compleja. La mayoría utiliza algoritmos de diseño molecular automatizados, y la mayoría de ellos de diseño fallan mucho más a menudo de lo triunfan.

   "Siempre intentamos mejorar los algoritmos, pero el elemento humano es clave --puntualiza Khatib--. De hecho, a través del diseño de Foldit, los jugadores incluso han descubierto fallos en la función de energía de Rosetta, nuestro método avanzado para el diseño de proteínas".

   El diseño de proteínas es una disciplina científica emergente. En los últimos cinco años, los expertos del Instituto para el Diseño de Proteínas y sus colegas han creado proteínas que estimulan el sistema inmunológico para combatir el cáncer y otras que actúan como potentes vacunas candidatas. En abril, el Instituto para el Diseño de Proteínas recibió un compromiso de 45 millones de dólares (unos 40 millones de euros) en fondos a través del Proyecto Audaz, una colaboración filantrópica organizada por TED para diseñar vacunas, medicamentos y materiales basados en proteínas.

   Ante la pregunta de si los jugadores podrían crear el próximo fármaco de éxito, los investigadores lo tienen claro: "Los jugadores de Foldit son una nueva adición al arsenal de investigación. No son una bala de plata, pero son un recurso increíble", admite Khatib.

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