Equipo del BIOMED UCA-CONICET logró visualizar con IA neurorreceptores implicados en enfermedades neurológicas

Un equipo liderado por el científico e investigador Francisco Barrantes, del Instituto de Investigaciones Biomédicas (BIOMED UCA-CONICET), logró visualizar por primera vez en forma directa la dinámica de una proteína de membrana interactuando con el lípido neutro colesterol, proceso que se ve afectado en ciertas enfermedades neurológicas como el Alzheimer.

Los graduados en Ingeniería Informática de la UCA, Lucas Saavedra y Héctor Buena-Maizón, también forman parte del equipo que logró la visualización a través de la combinación de la microscopía de superresolución más avanzada con la que se cuenta en la actualidad, denominada MINFLUX, y métodos analíticos de Inteligencia Artificial (IA).

Asimismo, se publicaron dos trabajos en Nature Communications por los novedosos aportes. “Los receptores de neurotransmisores juegan un papel crucial en el sistema nervioso, con importantes implicancias en patologías neurológicas y neuropsiquiátricas y nosotros, por primera vez, pudimos verlos en forma directa en una célula viva, interactuando con el colesterol”, explica Barrantes. Actualmente los laboratorios trabajan codo a codo con la IA que genera resultados satisfactorios. “La inteligencia artificial ha venido para quedarse. En Medicina podemos asegurar que su aporte es altamente positivo”, agrega.

Desde 2008, el equipo de Barrantes cuenta con un microscopio de superresolución STORM (“stochastic optical reconstruction microscopy”), uno de los pocos en el país, construido con ayuda del premio Nobel alemán Stefan Hell, que permite ver el comportamiento de las células en su ambiente natural, en una escala nanoscópica, es decir, extremadamente pequeña y por debajo del límite de resolución del microscopio óptico. La superresolución de este microscopio desafía la óptica al permitir estudiar la estructura de células vivas y su comportamiento a una escala por debajo del límite resolución sin dañarlas, lo que antes era prácticamente imposible, ya que para verlas debían someter a las células a irradiación con electrones o rayos X que las alteraba o bien las destruía.

Barrantes complementa estas microscopías con técnicas de IA para mejorar aún más las imágenes. “Gracias a la IA nosotros estamos refinando las imágenes que obtenemos del microscopio que, sumadas a técnicas de simulación y de otros tipos, nos permiten extraer información adicional e interpretar las imágenes con mayor precisión y detalle”, señala el científico.

Estos estudios marcan un precedente en la medicina al combinar tecnologías que permiten obtener mejores resultados. Lucas Saavedra afirma: “Gracias a esta nueva técnica, se pudieron identificar patrones de difusión anómala y segmentar los movimientos de los receptores en distintos estados, lo que nos permite comprender mejor cómo las moléculas cambian su comportamiento en respuesta a su entorno”.