Como Bill Gates lo ve, hay tres amenazas principales para nuestra especie: la guerra nuclear, el cambio climático y la próxima pandemia mundial.
Gates nos recordó que «el hecho de que una pandemia mortal mundial no haya ocurrido en la historia reciente, no debe ser confundido con la evidencia de que una pandemia mortal no ocurrirá en el futuro«.
Si queremos estar preparados para lo peor, dice Gates, «primero y lo más importante, tenemos que construir un arsenal de nuevas armas, vacunas, medicamentos y diagnósticos».
Algunos científicos están usando computadoras para hacer precisamente eso, para predecir y evitar la próxima pandemia.
Ir más allá del sistema inmunológico
A pesar de la disponibilidad de la vacuna contra la gripe, la Organización Mundial de la Salud informa que la gripe estacional sigue siendo responsable de millones de enfermedades graves y hasta de medio millón de muertes al año a nivel mundial. La eficacia parcial de la vacuna contra la gripe de cada año, junto con los largos tiempos de fabricación y la limitada disponibilidad global, sugieren que se necesitan nuevos métodos de lucha contra la gripe.
Y eso es sólo por la gripe estacional. La gripe pandémica, como la devastadora gripe española de 1918, podría volver a matar a decenas de millones de personas en un solo año, fruto de la pandemia.
Los anticuerpos, una parte natural del sistema inmunológico, son soldados de primera línea en la guerra contra los virus. El trabajo de un anticuerpo es reconocer y adherirse físicamente a un invasor extranjero como la gripe. Los anticuerpos humanos son bivalentes, lo que significa que tienen dos manos con las que pueden agarrar a su objetivo.
Bajo un microscopio, la gripe parece una bola diminuta con picos. Utiliza algunos de sus puntos superficiales para romperse en células humanas. Al asirse firmemente a esos picos usando una o ambas manos, los anticuerpos pueden prevenir que las partículas de la gripe infecten a las células humanas. Pero cada año la influenza que evoluciona rápidamente recoge mutaciones en sus proteínas de espiga, haciendo que nuestros anticuerpos ya no reconozcan el virus.
Los investigadores han buscado durante mucho tiempo una vacuna universal contra la pandemia de gripe, que no necesite ser readministrada cada año. Los esfuerzos para producir una suelen estar dirigidos a la fabricación de una vacuna basada en la gripe no infecciosa con la esperanza de que el sistema inmunológico se prepare para organizar un ataque adecuado a cualquier cepa real de gripe que venga a continuación. A pesar de algunos avances, los investigadores aún no han sido capaces de persuadir al sistema inmunológico para que se defienda contra todas las cepas de la influenza, y la amenaza de una pandemia mundial todavía se avecina.
Software para superar la gripe
El diseño computacional de proteínas ofrece otra forma. En lugar de confiar en el sistema inmunológico para generar una proteína de anticuerpos capaz de acabar con un virus como la gripe, el modelado por ordenador ahora puede ayudar a crear rápidamente las proteínas antivíricas personalizadas y programadas para arremeter un virus mortal.
A diferencia de una vacuna, esta clase de fármaco podría administrarse para tratar una infección existente o darse unos días antes de la exposición para prevenir una. Y debido a que estas proteínas de diseño funcionan independientemente del sistema inmunológico, su potencia no depende de tener un sistema inmune intacto, un rasgo útil, ya que aquellos con sistemas inmunológicos más débiles tienen un alto riesgo de infección viral.
Las proteínas antivirales generadas por ordenador funcionan de la misma manera que algunas proteínas naturales de nuestro sistema inmunológico. Al tener superficies que son químicamente complementarias a sus dianas, las proteínas antivirales pueden adherirse firmemente a un virus específico. Si una proteína se adhiere a un virus de la manera correcta, puede bloquear físicamente cómo se mueve el virus, en última instancia, prevenir la infección.
Mediante el diseño de una proteína antiviral en un ordenador, la construcción en el laboratorio y, a continuación, la administración en el cuerpo, efectivamente digitalizar parte del sistema inmunológico.
En 2016, se demostró que las proteínas generadas por ordenador son más eficaces que el oseltamivir (Tamiflu) para prevenir la muerte en ratones infectados por la influenza. Una dosis de proteína de diseño administrada intranasalmente fue más eficaz que 10 dosis de Tamiflu, un medicamento considerado como una «medicina esencial» por la OMS debido a su actividad antigripal. Es más, estas nuevas proteínas antigripales generadas por computadora protegen a los ratones contra diversas cepas de la gripe. Los esfuerzos para convertir estos resultados prometedores en medicamentos aprobados por la FDA están en marcha.
En un artículo publicado recientemente en Nature Biotechnology, los científicos del Institute for Protein Design de la Universidad de Washington fueron un paso más allá y demostraron una nueva forma de controlar la gripe: Utilizaron el modelado por ordenador para construir un tipo completamente nuevo de proteína antiviral con tres manos.
¿Por qué tres? Resulta que muchos virus mortales, como la gripe, Ebola y el VIH – construyen sus proteínas en la punta de tres partes simétricas.
Un solo medicamento antiviral con tres manos apropiadamente espaciadas debe ser capaz de agarrar simétricamente cada parte de una proteína de espiga, lo que conduce a una unión más estrecha y una mejor actividad antiviral en general. Esta hazaña geométrica está más allá de lo que el sistema inmunológico humano puede hacer naturalmente.
La estrategia de diseño funcionó. La mejor proteína de tres manos, llamada Tri-HSB.1C, fue capaz de unirse firmemente a diversas cepas de la gripe. Cuando se les administró a los ratones, también proporcionó una protección completa contra una infección letal de la gripe con una pérdida de peso mínima asociada, un rasgo comúnmente utilizado para diagnosticar la gravedad de la gripe en ratones. Los investigadores ahora están aplicando las mismas herramientas a la proteína del Ebola.
Pasarán muchos años antes de que esta nueva tecnología esté aprobada para su uso en seres humanos, para cualquier tipo de virus. Pero es posible que no tengamos que esperar mucho para ver algunos beneficios que salvan vidas.
