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Gamers colaboran para encontrar una cura para el cáncer de hígado

El cáncer de hígado es la tercera causa de muerte a nivel mundial; alrededor del 83% de los casos se producen en África subsahariana y el sudeste de Asia. Y aunque los números exactos son difíciles de precisar, los científicos estiman que alrededor del 25% de los casos de cáncer de hígado en todo el mundo cada año son atribuibles a la exposición a un carcinógeno llamado aflatoxina.


La aflatoxina es un veneno natural que se encuentra comúnmente en hongos que crecen en alimentos básicos como maíz, nueces y granos. Alrededor de 4.500 millones de personas que viven en países en desarrollo están regularmente expuestas a la toxina porque no tienen los recursos para detectarla. Esto puede conducir a brotes masivos de cáncer de hígado, como la epidemia que golpeó a Kenia en 2004, después de que la sequía dejó la cosecha de maíz particularmente susceptible al moho. Entre enero y junio de ese año, alrededor de 317 personas buscaron tratamiento por insuficiencia hepática; un cuarto murió. Las pruebas de los cultivos de maíz revelaron que las concentraciones de aflatoxinas eran de 4,400 ppb, 220 veces el límite legal de Kenia para los alimentos.

Agencias como la Organización Mundial de la Salud recomendaron una serie de intervenciones diseñadas para reducir la contaminación por aflatoxinas, como plantar solo cultivos resistentes a la sequía, secar completamente los cultivos después de la cosecha para evitar el crecimiento de moho, y eliminar manualmente las porciones de alimentos que parecen estar contaminados. Pero todos estos métodos son muy difíciles de implementar de manera consistente, asegura Howard Yana-Shapiro, director de agricultura del gigante de alimentos Mars, Incorporated.

En consecuencia Mars, en asociación con UC Davis, la Universidad de Washington, la Asociación para el Control de Aflatoxinas en África y Thermo Fisher Scientific, lanzaron una competencia para encontrar una solución efectiva y escalable. Pero en lugar de acceder únicamente a la red de científicos y expertos en salud global, convocaron a programadores informáticos a través de Foldit, una plataforma online creada en 2008 por la Universidad de Washington, que plantea complejos rompecabezas sobre cómo se pliegan las proteínas, que es uno de las los problemas más difíciles que enfrentan los biólogos hoy en día.

Lo que el consorcio de organizaciones busca es una enzima que pueda detectar y neutralizar la aflatoxina; en una serie de acertijos lanzados en un evento en San Francisco este mes, los jugadores utilizarán la plataforma online gratuita para manipular una estructura de proteínas, y tratar de aterrizar sobre una enzima viable.

Lo que los investigadores esperan es que los jugadores puedan crear una enzima que ataque las aflatoxinas en una parte vulnerable de su estructura molecular conocida como anillo de lactona. Romper el anillo de lactona, dice Justin Siegel, bioquímico en UC Davis, disminuye la toxicidad del carcinógeno en varios órdenes de magnitud, esencialmente neutralizando sus propiedades dañinas al romper ese anillo.

Los científicos han identificado una enzima particular que creen que tiene los componentes químicos necesarios para descomponer el anillo de lactona, dice Siegel. «Pero lo que la enzima no puede hacer es en realidad unirse a la aflatoxina, si piensas en la enzima como una mano que tiene que agarrarse a la toxina, la enzima con la que estamos trabajando actualmente no puede». Entonces, lo que los jugadores tienen que hacer, dice, es utilizar el software para volver a trabajar la estructura de una enzima virtual hasta el punto en que pueda unirse con éxito a la aflatoxina modelada en el rompecabezas de Foldit. Los componentes químicos de la enzima no pueden cambiarse en el juego, dice Siegel, pero «estamos permitiendo que los jugadores cambien la longitud y la forma (en esencia, los dedos) de esta proteína para permitir que se aferre a la toxina.»

Las reelaboraciones más exitosas de la enzima serán las que se unan más firmemente a la enzima simulada. El laboratorio de Siegel en UC Davis seleccionará los diseños más fuertes para testearlos. Si los jugadores de Foldit logran una solución viable, los investigadores tienen la esperanza de que la implementación de la enzima generada en forma colectiva a través de las cosechas a escala (agregándola al suelo donde crecen las plantas), eliminará las trazas de aflatoxinas.

Si bien la externalización de este complejo dilema biológico para jugadores y científicos puede parecer una idea al voleo, la base de usuarios de Foldit (que cuenta con más de 200.000) tiene un historial de avances científicos valiosos. En 2011, los gamers de Foldit proporcionaron a los investigadores información sobre la estructura de la enzima clave para la reproducción del virus del SIDA, que había eludido a los científicos durante aproximadamente una década. Una vez que los jugadores de Foldit identificaron la estructura de la enzima, los investigadores pudieron comenzar a desarrollar un fármaco que ralentizaría la propagación del virus VIH, que conduce al SIDA, al interrumpir las capacidades reproductivas de los virus.

Los científicos esperan un avance similar con las aflatoxinas. La serie de acertijos permanecerá en vivo en Foldit durante varias semanas (cualquiera puede crear una cuenta e intentar manipular la proteína); y al final de ese marco de tiempo, los investigadores del consorcio de organizaciones académicas y científicas recogerán algunos de los diseños más prometedores y sintetizarán los genes que corresponden a esas estructuras. Dentro de unos meses, comenzarán a probar las estructuras de las enzimas contra las aflatoxinas, y con suerte, hallarán una que pueda neutralizar las toxinas.

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