Quris usa IA para acelerar el desarrollo de fármacos y reducir las pruebas con animales
La necesidad de experimentar con animales es un inconveniente triste para el descubrimiento de fármacos, pero aparentemente no existe una buena alternativa a los ratones, aunque no sean análogos humanos exactos. En Quris afirman haber creado la primera versión real que combina inteligencia artificial con datos de «paciente en chip», lo que permite realizar pruebas fiables y automatizadas a un coste mucho menor; no se necesita ningún ratón.
La empresa ha captado 9 millones de dólares de financiación para pasar de un proyecto piloto a una fase de producción, y un equipo estrella de patrocinadores y asesores es un indicador prometedor de que este enfoque tiene méritos fundamentales.
La idea principal es lógica: crear una simulación a pequeña escala mejor del cuerpo humano y usarla para recopilar datos que un sistema de aprendizaje automático pueda interpretar fácilmente. Por supuesto, es más fácil decirlo que hacerlo, pero una vez que los investigadores lo concibieron, la compañía se puso manos a la obra.
El enfoque de esta empresa israelí se basa en un gran estudio de Harvard sobre el uso de los llamados «órganos en chip». Estos sistemas, todavía relativamente nuevos, utilizan una pequeña cantidad de tejido obtenido de células madre («organoides») como banco de pruebas para fármacos o tratamientos, lo que ofrece una buena idea de cómo, por ejemplo, el hígado humano podría reaccionar a la combinación de determinadas sustancias.
Los investigadores de Harvard descubrieron que, al conectar varios sistemas de «órgano en chip» (por ejemplo, hígado, riñones y células cardíacas), se obtiene una simulación del cuerpo humano sorprendentemente eficaz. Por supuesto, nada supera a lo real, pero este sistema secuencial de organoides o «paciente en chip» podría convertirse en una alternativa real a las pruebas con ratones. Estas últimas siguen siendo la forma más habitual de observar cómo un tratamiento afecta a todo el sistema de órganos, a pesar de que las sustancias que superan la fase con ratones solo tienen éxito en las pruebas con personas aproximadamente en un 10% de los casos.
El consejero delegado de Quris explicó que, en cuanto se publicó ese estudio, él y sus colegas vieron su potencial y empezaron a trabajar en lo que había que hacer desde el punto de vista de la ingeniería y la inteligencia artificial para convertir aquello en un producto escalable a partir de un sistema experimental. No se trata simplemente de sustituir al ratón: es un método relativamente barato para realizar pruebas limitadas en humanos sin humanos.
«Imaginemos que tienes una farmacéutica. ¿Quieres esperar hasta estar a punto de iniciar los ensayos clínicos para averiguar si realmente funciona una molécula que parece buena sobre el papel? Puedes hacer todos los descubrimientos genómicos que quieras, pero eso no te librará de los experimentos con ratones, que fracasan en el 90% de los casos. Esto te permite elegir al «caballo ganador» antes de salir a la carrera»
Teniendo en cuenta que los candidatos a fármacos pueden costar cientos de millones de dólares hasta llegar a la fase clínica, merece la pena gastar incluso una pequeña fortuna para descartar algunas opciones condenadas al fracaso. Si el método es preciso, el riesgo es prácticamente nulo y se amortiza si se evita al menos un callejón sin salida costoso. En otras palabras, la mentalidad del software de «fallar pronto, fallar barato» nunca fue realmente una opción adecuada.
El sistema de Quris emplea lo que la compañía llama tecnología de «chip sobre chip»: varios sistemas organoides (chips) se disponen en secuencia (sobre otro chip), pero siguen siendo un orden de magnitud más pequeños y eficientes que los sistemas de laboratorio actuales. Para ejecutar cien humanos simulados, como hicieron los investigadores de Harvard, se necesitarían millones de chips, pero el sistema de Quris utiliza menos material biológico. Puede automatizarse y cuenta con un modelo de aprendizaje automático bien entrenado.
Otro aspecto que destaca Quris es que un conjunto de datos único impulsará una IA única, capaz de comprender y ayudar a realizar e interpretar experimentos. La IA ya está aprendiendo sobre fármacos existentes y algunos que están a punto de salir al mercado, estudiando lo que significan las señales de distintos sensores para la seguridad de una sustancia. Esto permite realizar pruebas eficaces con un número reducido de chips, en lugar de, digamos, con 500 ratones.
Los propios chips tampoco son todos iguales. Manipulando cuidadosamente las células madre y los tejidos y seleccionándolos con esmero, es posible probar distintos tipos de personas, diferentes estados o fenotipos. Si una compañía tiene un fármaco que funciona bien pero provoca efectos secundarios en el 10% de los casos, las pruebas automáticas de distintas predisposiciones genéticas o factores agravantes pueden ayudar a averiguar qué factores genéticos conducen a esos efectos secundarios.
Como la IA conoce todo esto y cataloga todos los datos, debería ser lo bastante buena para determinar, a partir de un número relativamente pequeño de pruebas automáticas, si un fármaco es un buen candidato para probarse en humanos o no. Sin la interpretación de la IA, los datos se convertirían de repente en un problema para varias tesis doctorales. Pero Bentwich señaló de inmediato que en ningún caso esperan eliminar el componente biológico ni depender solo de la IA.
«Esto realmente parece una gran oportunidad. He tenido ideas similares en otras áreas de la química, en las que se puede usar la IA para hacer estas predicciones. Por supuesto, no sustituirá a las pruebas, pero acota el proceso de posibilidades y, en mi opinión, acelerará la tarea de forma notable»
El modelo de negocio tiene dos vías. Una consiste en ofrecer a las farmacéuticas un servicio de cribado de sus candidatos a fármacos, con un pago que depende de la precisión de los resultados; por ejemplo, que un fármaco aprobado por el sistema alcance la fase de pruebas prevista, como se predijo. La otra es desarrollar fármacos propios. En este momento, la compañía tiene un medicamento para el autismo asociado al síndrome del cromosoma X frágil, que entrará en ensayos clínicos en 2022.
«Esto dejará de ser simplemente un experimento caro para las farmacéuticas. Dentro de 5 a 10 años, podrían beneficiarse de ello cientos de millones de personas. Pensándolo bien, ahora vivimos de forma bastante bárbara. Vas al farmacéutico, te enumera los posibles efectos secundarios, pero no lo sabes con certeza. ¿Eres un conejillo de indias? Respuesta: sí, todos somos conejillos de indias. Pero este es solo el primer paso»
