Científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia han creado una herramienta computacional para acelerar el desarrollo de nuevos tratamientos para enfermedades. Esta herramienta va más allá de los enfoques actuales de inteligencia artificial (IA), ya que identifica no solo qué poblaciones de pacientes podrían beneficiarse, sino también cómo funcionan los fármacos dentro de las células.
por la Universidad de Virginia
Los investigadores han demostrado el potencial de la herramienta al identificar un candidato prometedor para prevenir la insuficiencia cardíaca, una de las principales causas de muerte en Estados Unidos y en todo el mundo. La investigación se publica en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences .
La nueva herramienta de IA, LogiRx, puede predecir cómo los medicamentos afectarán los procesos biológicos del organismo, lo que ayuda a los científicos a comprender los efectos que tendrán más allá de su propósito original. Por ejemplo, los investigadores descubrieron que el antidepresivo escitalopram, comercializado como Lexapro, puede prevenir cambios perjudiciales en el corazón que provocan insuficiencia cardíaca, una afección que causa casi la mitad de las muertes por causas cardiovasculares en Estados Unidos.
«La IA debe pasar de detectar patrones a generar comprensión», afirmó Jeffrey J. Saucerman, Ph.D. de la UVA. «Nuestra herramienta LogiRx nos ayuda a identificar no solo qué medicamentos pueden reutilizarse para las enfermedades cardíacas, sino también cómo funcionan en el corazón».
Prevención de la insuficiencia cardíaca
La insuficiencia cardíaca mata a más de 400,000 estadounidenses cada año. Una de sus características distintivas es el crecimiento excesivo de células que engrosan el músculo cardíaco e impiden que el órgano bombee sangre como debería. Esto se conoce como hipertrofia cardíaca.
Saucerman y su equipo, dirigido por el estudiante de doctorado Taylor Eggertsen, querían comprobar si LogiRx podía identificar fármacos con el potencial de prevenir la hipertrofia cardíaca y, en última instancia, prevenir la insuficiencia cardíaca . Utilizaron la herramienta para evaluar 62 fármacos previamente identificados como candidatos prometedores para esta tarea. LogiRx logró predecir efectos indeseados de siete de estos fármacos que podrían ayudar a prevenir la hipertrofia celular dañina, los cuales se confirmaron en células para dos de ellos.
Los científicos evaluaron las predicciones de LogiRx mediante pruebas de laboratorio y análisis de los resultados en pacientes que tomaban los medicamentos. Estos últimos revelaron que los pacientes que tomaban escitalopram tenían una probabilidad significativamente menor de desarrollar hipertrofia cardíaca.
«LogiRx identifica nuevos usos inesperados para fármacos antiguos cuya seguridad ya ha demostrado ser demostrada en humanos», afirmó Eggertsen, del Departamento de Ingeniería Biomédica de la UVA, un programa conjunto de la Facultad de Medicina y la Facultad de Ingeniería. «Esta herramienta puede ayudar a los investigadores a explorar nuevas poblaciones de pacientes que podrían beneficiarse de un fármaco o a evitar efectos secundarios indeseados».
Se necesitarán más investigaciones de laboratorio y ensayos clínicos antes de que los médicos puedan empezar a recetar escitalopram para la salud cardíaca. Sin embargo, Saucerman está entusiasmado con el potencial de LogiRx para impulsar y acelerar nuevos tratamientos, no solo para la hipertrofia cardíaca , sino también para una serie de otras afecciones médicas graves.
«La IA está acelerando muchos aspectos del desarrollo de fármacos, pero ha avanzado menos en la comprensión necesaria de cómo funcionan estos fármacos en el organismo», afirmó Saucerman. «LogiRx supone un paso hacia la combinación de la IA con el conocimiento existente sobre el funcionamiento celular para encontrar nuevos usos para fármacos antiguos».
El equipo de investigación estuvo compuesto por Eggertsen, Joshua G. Travers, Elizabeth J. Hardy, Matthew J. Wolf, Timothy A. McKinsey y Saucerman. Los científicos no tienen ningún interés económico en el trabajo.
Más información: Taylor G. Eggertsen et al., El aprendizaje automático basado en la lógica predice cómo el escitalopram atenúa la hipertrofia de los cardiomiocitos, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). DOI: 10.1073/pnas.2420499122
