{"id":2629,"date":"2024-08-20T11:51:36","date_gmt":"2024-08-20T17:51:36","guid":{"rendered":"https:\/\/aguilasalporvenir.com\/?p=2629"},"modified":"2024-08-20T11:51:36","modified_gmt":"2024-08-20T17:51:36","slug":"nueva-herramienta-de-inteligencia-artificial-captura-como-se-comportan-las-proteinas-en-contexto","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aguilasalporvenir.com\/index.php\/2024\/08\/20\/nueva-herramienta-de-inteligencia-artificial-captura-como-se-comportan-las-proteinas-en-contexto\/","title":{"rendered":"Nueva herramienta de inteligencia artificial captura c\u00f3mo se comportan las prote\u00ednas en contexto"},"content":{"rendered":"<h2 class=\"intro-subtitle\"><span>PINNACLE predice funciones proteicas en c\u00e9lulas y tejidos y puede ayudar a mejorar el descubrimiento de f\u00e1rmacos<\/span><\/h2>\n<section class=\"hms-highlights\">\n<div class=\"bundle--highlights paragraph paragraph--type--highlights paragraph--view-mode--default\">\n<div class=\"row\">\n<div class=\"columns small-12\">\n<p class=\"heading\"><span>De un vistazo:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><span>En un avance notable respecto de los modelos de IA actuales, el nuevo enfoque captura c\u00f3mo las prote\u00ednas act\u00faan no de forma aislada sino en sus entornos celulares y tisulares.<\/span><\/li>\n<li><span>El modelo ilumina c\u00f3mo las c\u00e9lulas y los tejidos circundantes influyen en los comportamientos de las prote\u00ednas implicados en el mantenimiento de la salud y el fomento de la enfermedad.<\/span><\/li>\n<li><span>La herramienta puede ayudar a los investigadores a identificar objetivos farmacol\u00f3gicos para una variedad de afecciones.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n<div class=\"body field field--name-body field--type-text-with-summary field--label-hidden field__items\">\n<div class=\"field__item\">\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><span>Un pez que est\u00e1 en la tierra sigue moviendo sus aletas, pero los resultados son marcadamente diferentes cuando est\u00e1 en el agua. La analog\u00eda,\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/tinlizzie.org\/VPRIPapers\/m2004001_power.pdf\"><span>atribuida<\/span><\/a><span>\u00a0al reconocido cient\u00edfico inform\u00e1tico Alan Kay, se utiliza para ilustrar el poder del contexto para arrojar luz sobre las cuestiones que se investigan.<\/span><\/p>\n<p><span>Por primera vez en el campo de la inteligencia artificial (IA), una herramienta llamada PINNACLE encarna la visi\u00f3n de Kay a la hora de comprender el comportamiento de las prote\u00ednas en su contexto adecuado, determinado por los tejidos y las c\u00e9lulas en los que act\u00faan estas prote\u00ednas y con los que interact\u00faan. Cabe destacar que PINNACLE supera algunas de las limitaciones de los modelos de IA actuales, que tienden a analizar c\u00f3mo funcionan y funcionan mal las prote\u00ednas, pero lo hacen de forma aislada, un tipo de c\u00e9lula y tejido a la vez.<\/span><\/p>\n<p><strong><span><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-2631 aligncenter\" src=\"https:\/\/aguilasalporvenir.com\/wp-content\/uploads\/2024\/08\/HARVARD-NVA-HERRAMIENTA-PROTEICA1.jpg\" alt=\"\" width=\"703\" height=\"559\" srcset=\"https:\/\/aguilasalporvenir.com\/wp-content\/uploads\/2024\/08\/HARVARD-NVA-HERRAMIENTA-PROTEICA1.jpg 703w, https:\/\/aguilasalporvenir.com\/wp-content\/uploads\/2024\/08\/HARVARD-NVA-HERRAMIENTA-PROTEICA1-300x239.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 703px) 100vw, 703px\" \/><\/span><\/strong><\/p>\n<p><span>El desarrollo del nuevo modelo de IA, descrito en\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41592-024-02341-3\"><em><span>Nature Methods<\/span><\/em><\/a><span>\u00a0, fue dirigido por investigadores de la Escuela de Medicina de Harvard.<\/span><\/p>\n<p><span>\u201cEl mundo natural est\u00e1 interconectado y PINNACLE ayuda a identificar estos v\u00ednculos, que podemos utilizar para obtener un conocimiento m\u00e1s detallado sobre las prote\u00ednas y medicamentos m\u00e1s seguros y efectivos\u201d, dijo la autora principal del estudio\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/connects.catalyst.harvard.edu\/Profiles\/display\/Person\/185344\"><span>Marinka Zitnik<\/span><\/a><span>\u00a0, profesora adjunta de inform\u00e1tica biom\u00e9dica en el Instituto Blavatnik de la HMS. \u201cSupera las limitaciones de los modelos actuales, libres de contexto, y sugiere la direcci\u00f3n futura para mejorar los an\u00e1lisis de las interacciones de las prote\u00ednas\u201d.<\/span><\/p>\n<p><span>Este avance, se\u00f1alan los investigadores, podr\u00eda impulsar la comprensi\u00f3n actual del papel de las prote\u00ednas en la salud y la enfermedad e iluminar nuevos objetivos farmacol\u00f3gicos para dise\u00f1ar terapias m\u00e1s precisas y mejor adaptadas.<\/span><\/p>\n<p><span>PINNACLE est\u00e1\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/github.com\/mims-harvard\/PINNACLE\"><span>disponible gratuitamente<\/span><\/a><span>\u00a0para cient\u00edficos de todo el mundo.<\/span><\/p>\n<h3><span>Un gran paso adelante<\/span><\/h3>\n<p><span>Desentra\u00f1ar las interacciones entre prote\u00ednas y los efectos de sus vecinos biol\u00f3gicos contiguos es complicado. Las herramientas anal\u00edticas actuales cumplen una funci\u00f3n crucial al proporcionar\u00a0<\/span><span lang=\"EN\"><span>informaci\u00f3n sobre las propiedades estructurales y las formas de las prote\u00ednas individuales. Sin embargo, estas herramientas no est\u00e1n dise\u00f1adas para abordar\u00a0<\/span><\/span><span lang=\"EN-GB\"><span>los matices contextuales del entorno proteico general. En cambio, producen\u00a0<\/span><\/span><span>representaciones de prote\u00ednas que no tienen contexto, lo que significa que carecen de informaci\u00f3n contextual sobre el tipo de c\u00e9lula y el tipo de tejido.<\/span><\/p>\n<p><span>Sin embargo, las prote\u00ednas desempe\u00f1an diferentes funciones en los diferentes contextos celulares y tisulares en los que se encuentran y tambi\u00e9n en funci\u00f3n de si el mismo tejido o c\u00e9lula est\u00e1 sano o enfermo. Los modelos de representaci\u00f3n de una sola prote\u00edna no pueden identificar funciones prote\u00ednicas que var\u00edan en una multitud de contextos.<\/span><\/p>\n<h3><span>Cuando se trata del comportamiento de las prote\u00ednas, es ubicaci\u00f3n, ubicaci\u00f3n, ubicaci\u00f3n.<\/span><\/h3>\n<p><span>Las prote\u00ednas, compuestas por 20 amino\u00e1cidos diferentes, forman los componentes b\u00e1sicos de las c\u00e9lulas y los tejidos y son indispensables para una variedad de funciones biol\u00f3gicas que sustentan la vida, desde transportar ox\u00edgeno por todo el cuerpo hasta contraer los m\u00fasculos para respirar y caminar, permitir la digesti\u00f3n y combatir infecciones, entre muchas otras.<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.science.org\/doi\/full\/10.1126\/sciadv.abk0734\"><span>Los cient\u00edficos estiman<\/span><\/a><span>\u00a0que el n\u00famero de prote\u00ednas en el cuerpo humano var\u00eda entre 20.000 y cientos de miles.<\/span><\/p>\n<p><span>Las prote\u00ednas interact\u00faan entre s\u00ed, pero tambi\u00e9n con otras mol\u00e9culas, como el ADN y el ARN. La compleja interacci\u00f3n entre prote\u00ednas y a trav\u00e9s de ellas crea redes intrincadas de interacci\u00f3n proteica. Estas redes, situadas en otras c\u00e9lulas y entre ellas, mantienen muchas interacciones complejas con otras prote\u00ednas y redes proteicas.<\/span><\/p>\n<p><span>La ventaja de PINNACLE radica en su capacidad de reconocer que el comportamiento de las prote\u00ednas puede variar seg\u00fan la c\u00e9lula y el tipo de tejido. La misma prote\u00edna puede tener una funci\u00f3n diferente en una c\u00e9lula pulmonar sana que en una c\u00e9lula renal sana o en una c\u00e9lula del colon enferma.<\/span><\/p>\n<p><span>PINNACLE arroja luz sobre c\u00f3mo estas c\u00e9lulas y tejidos influyen de forma diferente en las mismas prote\u00ednas, algo que no es posible con los modelos actuales. Seg\u00fan el tipo de c\u00e9lula espec\u00edfico en el que reside una red de prote\u00ednas, PINNACLE puede determinar qu\u00e9 prote\u00ednas participan en determinadas conversaciones y cu\u00e1les permanecen en silencio. Esto ayuda a PINNACLE a descifrar mejor la comunicaci\u00f3n entre prote\u00ednas y el tipo de comportamiento y, en \u00faltima instancia, le permite predecir dianas farmacol\u00f3gicas espec\u00edficas para las prote\u00ednas disfuncionales que dan lugar a enfermedades.<\/span><\/p>\n<p><span>PINNACLE no obvia sino que complementa los modelos de representaci\u00f3n \u00fanica, se\u00f1alaron los investigadores, ya que puede analizar las interacciones de prote\u00ednas dentro de varios contextos celulares.<\/span><\/p>\n<p><span>De esta forma, PINNACLE\u00a0<\/span><span lang=\"EN-GB\"><span>podr\u00eda permitir a los investigadores comprender y predecir mejor la funci\u00f3n de las prote\u00ednas y ayudar a dilucidar procesos celulares vitales y mecanismos de enfermedad.<\/span><\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><span lang=\"EN-GB\"><span>Esta capacidad puede ayudar a identificar prote\u00ednas \u201cmedicables\u201d que sirvan como dianas para medicamentos individuales, as\u00ed como\u00a0<\/span><\/span><span>a pronosticar los efectos de varios medicamentos en diferentes tipos de c\u00e9lulas\u00a0<\/span><span lang=\"EN-GB\"><span>.\u00a0<\/span><\/span><span>Por ese motivo, PINNACLE podr\u00eda convertirse en una herramienta valiosa para que los cient\u00edficos y los desarrolladores de medicamentos se centren en objetivos potenciales de forma mucho m\u00e1s eficiente.<\/span><\/p>\n<p><span>Tal optimizaci\u00f3n del proceso de descubrimiento de f\u00e1rmacos es muy necesaria,\u00a0<\/span><span lang=\"EN-GB\"><span>dijo Zitnik, quien tambi\u00e9n es\u00a0<\/span><\/span><span lang=\"EN\"><span>profesor asociado del\u00a0<\/span><\/span><span>Instituto Kempner para el Estudio de la Inteligencia Natural y Artificial de la Universidad de Harvard.<\/span><\/p>\n<p><span lang=\"EN-GB\"><span>Llevar un nuevo f\u00e1rmaco al mercado puede llevar entre 10 y 15 a\u00f1os y costar hasta mil millones de d\u00f3lares, y\u00a0<\/span><\/span><span lang=\"EN\"><span>el\u00a0<\/span><\/span><a href=\"https:\/\/hms.harvard.edu\/news-events\/multimedia\/hms-therapeutics-initiative\"><span lang=\"EN-GB\"><span>camino desde el descubrimiento hasta el f\u00e1rmaco es notoriamente accidentado<\/span><\/span><\/a><span lang=\"EN-GB\"><span>\u00a0y el resultado final suele ser impredecible. De hecho,\u00a0<\/span><\/span><a href=\"https:\/\/www.asbmb.org\/asbmb-today\/opinions\/031222\/90-of-drugs-fail-clinical-trials#:~:text=It%20takes%2010%20to%2015,candidates%20in%20clinical%20trials%20fail.\"><span>casi el 90 por ciento de los f\u00e1rmacos candidatos<\/span><\/a><span>\u00a0no se convierten en medicamentos\u00a0<\/span><span lang=\"EN-GB\"><span>.<\/span><\/span><\/p>\n<h3><span>Construcci\u00f3n y entrenamiento PINNACLE<\/span><\/h3>\n<p><span>Utilizando datos de c\u00e9lulas humanas de un atlas multiorg\u00e1nico integral, combinados con m\u00faltiples redes de interacciones prote\u00edna-prote\u00edna, interacciones entre tipos de c\u00e9lulas y tejidos, los investigadores entrenaron a PINNACLE para producir representaciones gr\u00e1ficas panor\u00e1micas de prote\u00ednas que abarcan 156 tipos de c\u00e9lulas y 62 tejidos y \u00f3rganos.<\/span><\/p>\n<p><span>PINNACLE ha generado hasta la fecha cerca de 395.000 representaciones multidimensionales, en comparaci\u00f3n con las 22.000 representaciones posibles con los modelos actuales de una sola prote\u00edna. Cada uno de sus 156 tipos de c\u00e9lulas incluye redes de interacci\u00f3n de prote\u00ednas ricas en contexto de unas 2.500 prote\u00ednas.<\/span><\/p>\n<p><span>Las cifras actuales de tipos de c\u00e9lulas, tejidos y \u00f3rganos no son los l\u00edmites superiores del modelo. Los tipos de c\u00e9lulas evaluados hasta la fecha proceden de donantes humanos vivos y cubren la mayor\u00eda de los tipos de c\u00e9lulas del cuerpo humano, pero no todos. Adem\u00e1s, muchos tipos de c\u00e9lulas a\u00fan no se han identificado, mientras que otros son raros o dif\u00edciles de investigar, como las neuronas del cerebro.<\/span><\/p>\n<p><span>Para diversificar el repertorio celular de PINNACLE, Zitnik planea utilizar una plataforma de datos que incluye decenas de millones de c\u00e9lulas extra\u00eddas de todo el cuerpo humano.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<section class=\"hms-disclosure\">\n<div class=\"bundle--disclosure paragraph paragraph--type--disclosure paragraph--view-mode--default\">\n<div class=\"row\">\n<div><\/div>\n<div class=\"columns small-12\">FUENTE:<\/div>\n<div>https:\/\/hms.harvard.edu\/news<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>PINNACLE predice funciones proteicas en c\u00e9lulas y tejidos y puede ayudar a mejorar el descubrimiento de f\u00e1rmacos De un vistazo: En un avance notable respecto de los modelos de IA actuales, el nuevo enfoque captura c\u00f3mo las prote\u00ednas act\u00faan no de forma aislada sino en sus entornos celulares y tisulares. 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