Por Rebeca García Fandiño, Investigadora Principal del CiQUS.
Aquiles, el héroe griego de la Ilíada de Homero, era conocido por su fuerza sobrehumana y habilidad para el combate. Para hacerlo invulnerable, su madre lo sumergió en las aguas mágicas del río Estix. Para facelo invulnerable, a súa nai submerxiuno nas augas máxicas do río Estix. Sin embargo, al sostener al pequeño por el talón, esa parte quedó desprotegida, convirtiéndose en su punto débil. Durante la Guerra de Troia, Aquiles fue el guerrero más temido y respectado, pero su vulnerabilidad simpre fue un peligro latente. Finalmente, el príncipe troyano Paris disparó una flecha que acertó en su talón, causando su muerte y enseñándonos que hasta los más poderosos tienen un punto débil.
Esta lleyenda inspira AQilles, el proyecto que dirijo desde el Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS). Esta iniciativa reúne un equipo interdisciplinar formado por físicos e químicos que trabajan para descubrir y explotar las vulnerabilidades de las células afectadas por el cáncer, el envejecimiento y as infecciones utilizando herramientas avanzadas de simulación computacional, inteligencia artificial y computación cuántica.
El triángulo CAIn
Tradicionalmente, el cáncer, el envejecimiento y las infecciones se consideraron entidades separadas, resultando en un conocimiento fragmentado y desordenado de estos procesos biológicos. Con todo, evidencias cada vez más numerosas sugieren una relación mucho más compleja entre estas tres condiciones, relevando numerosas conexiones entre los vértices de lo que nosotros llamamos “el triángulo Cáncer-Envejecimiento-Infección” (triángulo CAIn). Además de la inflamación crónica presente en todas ellas, existe otro nexo de unión que hasta hace poco pasaba desapercibido: la composición de las membranas celulares de las células afectadas.
La membrana celular, hasta hace poco considerada simplemente una envoltura, está ganando protagonismo gracias a los estudios de lipidómica, que analizan miles de lípidos que componene estos envoltorios en las distintas células. Los estudios muestran que cuando una célula se vuelve cancerosa, se infecta o envejece, se producen alteraciones significativas en los lípidos que componen su membrana. Estas alteraciones afectan a las propiedades mecánicas y químicas de las membrana celulares, diferenciándolas de las células sanas. Las diferencias en la composición lipídica proporcionan una oportunidad única para la investigación. Identificar estas alteraciones permite usarlas como dianas para destruír o reparar selectivamente las células afectadas. Al comprender y explotar estas vulnerabilidades, es posible desarrollar nuevas terapias dirigidas que mejoren los tratamientos y la prevención del cáncer, el envejecimiento y las infecciones.
El uso de la tecnología en AQilles
Empleando tecnologías computacionales de simulación molecular e inteligencia artificial (IA), en el proyecto AQilles buscamos identificar perfiles lipídicos del triángulo CAIn que puedan ser utilizados como marcadores diagnósticos de salud y como base para el diseño de herramientas preventivas y terapéuticas.
Inicialmente denominado Akilles (de kill, matar en inglés), el proyecto evolucionó a AQilles para destacar la incorporación de la tecnología cuántica (representada por la "Q"). Esta sutil pero significativa modificación refleja la ambición del proyecto de aprovechar el nuevo ordenador cuántico del Centro de Supercomputación de Galicia (CESGA) para impulsar los descubrimentos científicos. Aunque la computación cuántica está todavía en una fase incipiente, presenta un tremendo potencial para revolucionar el análisis de datos complexos. En un enfoque innovador, se baraja utilizar la computación cuántica para adiestrar una red neuronal artificial empleando cúbits como neuronas artificiales.
Así, mediante simulación molecular e IA potenciada por computación cuántica, el proyecto AQilles pretende crear y analizar conjuntos de datos complejos para identificar agrupaciones de especies lipídicas relacionadas con el cáncer, la infección y el envejecimiento. El objetivo no sólo es desentrañar la complejidad de estas condiciones, sino también sentar las bases para futuros avances en el tratamiento y prevención de las mismas.
Artículo publicado originalmente en GCiencia
La investigadora principal del CiQUS, Rebeca García Fandiño