Claude usa IA para diseñar proteínas contra escorpiones

Claude ha diseñado 211 proteínas pequeñas para un posible antídoto contra venenos de escorpión. En las pruebas de laboratorio, 17 se unieron con suficiente fuerza a cuatro toxinas, aunque ninguna ha demostrado todavía que pueda neutralizar el veneno o proteger a un animal.

El resultado no es un antiveneno listo para usar. Es un primer paso de investigación que muestra cómo un sistema de IA puede proponer moléculas para enfermedades que reciben poca inversión, como las mordeduras y picaduras venenosas.

Qué hizo Claude

Anthropic pidió a un modelo interno de Claude que diseñara minibinders: proteínas pequeñas creadas para pegarse a un objetivo concreto. En este caso, el objetivo eran cinco neurotoxinas de escorpión procedentes de México, Brasil, el norte de África y Oriente Medio.

Estas toxinas se unen a los canales de sodio de las células nerviosas. Cuando los alteran, los nervios empiezan a enviar señales en momentos incorrectos. En los casos graves, esto puede provocar problemas cardíacos, acumulación de líquido en los pulmones y la muerte.

Claude trabajó durante 64 horas después de recibir una instrucción inicial y cuatro indicaciones de seguimiento. Durante el proceso:

• Generó 318.484 diseños de proteínas.
• Analizó 553.052 combinaciones entre diseños y toxinas para predecir si encajaban.
• Seleccionó 180 candidatos y añadió otros 31 con ayuda del equipo.
• Usó alrededor de 10.000 horas de procesamiento en GPU.

Los laboratorios Adaptyv Bio y Twist Bioscience fabricaron los 211 diseños y comprobaron si se unían a las toxinas. Para considerar que una proteína era un resultado válido, debía funcionar en los dos laboratorios, mostrar una unión suficientemente fuerte y no pegarse de forma indiscriminada a otra proteína humana usada como control.

17 diseños funcionaron, pero solo contra una toxina cada uno

Los 17 candidatos que cumplieron los criterios se unieron a una sola toxina. Siete actuaron contra Cn2, una neurotoxina del escorpión mexicano Centruroides noxius; cuatro contra AaH II; cuatro contra AaH I; y dos contra LqhIII.

No funcionó ninguno de los diseños pensados para unirse a varias toxinas a la vez. La idea era importante: un solo compuesto que cubriera varios venenos podría reducir el número de moléculas necesarias para fabricar un antiveneno más barato y útil en distintas regiones.

Los dos candidatos más prometedores, llamados Cn2-B1 y Cn2-B2, se unieron a Cn2 con una afinidad de un solo dígito nanomolar. Cuanto menor es este valor, más fuerte es la unión entre las moléculas.

Además, los experimentos indican que se unen en una zona cercana a la que reconoce un anticuerpo llamado LR. Ese anticuerpo ya había mostrado capacidad para neutralizar Cn2 en ratones. Pero la similitud del sitio de unión no demuestra que Cn2-B1 o Cn2-B2 tengan el mismo efecto.

Lo que todavía falta demostrar

La prueba realizada solo midió si las proteínas se unían a toxinas producidas en laboratorio. Anthropic no comprobó si bloquean el efecto de las toxinas en células ni si protegen a animales vivos.

Antes de pensar en un tratamiento, los investigadores tendrían que comprobar varias cosas:

• Si los diseños también se unen al veneno extraído directamente de escorpiones.
• Si impiden que la toxina altere los canales de sodio en células.
• Si protegen a ratones en estudios con animales.
• Si son seguros, estables y baratos de fabricar.
• Si pueden distribuirse en las regiones donde más se necesitan.

Los antivenenos tradicionales se fabrican inmunizando animales, normalmente caballos, y purificando después sus anticuerpos. El proceso puede tardar meses, requiere grandes cantidades de veneno y suele producir tratamientos que cubren solo una parte de las toxinas presentes en una picadura.

La ventaja potencial de diseñar proteínas desde cero es que se pueden crear para atacar una toxina concreta y ajustar sus propiedades durante el diseño. Eso podría acelerar la fase inicial de descubrimiento, especialmente en enfermedades con poco atractivo comercial.

Anthropic ha publicado los 211 diseños y sus datos para que otros grupos puedan analizarlos y continuar las pruebas. El avance relevante no es que Claude haya creado ya un antiveneno, sino que redujo a días una tarea que normalmente exige ciclos más largos de diseño y experimentación.

El siguiente cuello de botella está fuera del modelo: demostrar que una proteína funciona dentro de un organismo, convertirla en un medicamento seguro y conseguir que llegue a las personas que no suelen tener acceso a tratamientos. Ahí se decidirá si estos diseños son solo candidatos interesantes o el comienzo de antivenenos más accesibles.