César de la Fuente: De la Extinción a la Innovación

El enemigo más letal del siglo XXI no utiliza armas ni lanza misiles: aunque podría ser muchas veces más destructivo, mide menos de una micra y está presente en todas partes. Las bacterias resistentes a los antibióticos están transformando silenciosamente el panorama de la salud global, y los números hablan por sí solos, pero César de la Fuente tiene una alternativa.

Según una proyección publicada en la revista médica The Lancet en septiembre de 2024, basada en una investigación realizada en 2022, la resistencia a los antimicrobianos (RAM, por sus siglas) podría causar más de 39 millones de muertes directas y 169 millones indirectas debido a su asociación con otras patologías en los próximos 25 años. En 2019, aproximadamente 1.27 millones de muertes en todo el mundo fueron directamente atribuidas a la RAM, y 4.95 millones de muertes adicionales estuvieron relacionadas con esta resistencia, según un informe de la Organización Mundial de la Salud. Se proyecta que la RAM podría convertirse en la principal causa de muerte global.

Para César de la Fuente Núñez, este es un problema existencial que exige soluciones disruptivas. “Imagínate un mundo en el que los antibióticos ya no sean efectivos, poniendo en riesgo a millones de personas. Esto reduciría drásticamente la esperanza de vida de la humanidad y nos enfrentaría a una crisis sanitaria de proporciones históricas.” Este escenario es una posibilidad real si no actuamos, advierte, lo que lo ha llevado a enfocar su carrera en el desarrollo de soluciones innovadoras en la convergencia de la biotecnología y la inteligencia artificial. Con herramientas computacionales de vanguardia, explora estrategias para diseñar moléculas potencialmente capaces de transformar el tratamiento de enfermedades infecciosas y otros retos médicos.

Su exploración constante tiene raíces profundas en su historia personal, con un interés por la ciencia que se remonta a su infancia en La Coruña, España, donde desde pequeño mostró una curiosidad insaciable por comprender el mundo que lo rodeaba. “Creo que todos, cuando somos niños, somos científicos”, reflexiona. “Siempre he sentido una gran fascinación por cosas como las mareas, la diversidad del mundo animal y el comportamiento humano. Esa curiosidad me ha acompañado toda mi vida.”

Durante sus investigaciones posdoctorales en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), esta pasión lo llevó a desarrollar el primer antibiótico diseñado con inteligencia artificial, lo que le valió ser reconocido por MIT Technology Review como uno de los principales innovadores del mundo en 2019. Ese mismo año, fundó De la Fuente Lab en la Universidad de Pensilvania, en donde actualmente dirige el Machine Biology Group y ocupa el cargo de profesor asociado presidencial en psiquiatría, microbiología e ingeniería biomédica.

“Hemos abierto un espacio completamente nuevo para el descubrimiento de moléculas.” – César de la Fuente, director en “De la Fuente LAB”.

En su laboratorio, la innovación sigue un proceso meticuloso que combina nuevas tecnologías con metodología científica tradicional: el equipo utiliza herramientas computacionales avanzadas para identificar moléculas con potencial terapéutico como candidatos preclínicos. Una vez identificadas, estas moléculas son sintetizadas mediante métodos químicos y sometidas a una rigurosa validación experimental, donde se ponen a prueba las predicciones generadas por computadora. La fase final incluye pruebas de eficacia contra bacterias en placas de cultivo y en modelos de ratón de relevancia preclínica. “En pocas palabras, hemos establecido un pipeline integral que nos permite validar cada etapa del proceso de forma rigurosa y detallada”, explica el investigador.

VOLVIENDO AL PASADO PARA SOLUCIONAR EL PRESENTE

Entre sus innovaciones más fascinantes destaca la “des-extinción molecular”. En una versión de la vida real de Jurassic Park, este proceso consiste en utilizar información genética de organismos extintos para diseñar moléculas terapéuticas que puedan responder a problemas actuales. Entre los ejemplos más destacados se encuentran la mamutina, basada en proteínas del mamut lanudo, y la elefantina, derivada de elefantes antiguos. Estas moléculas han mostrado una eficacia significativa en pruebas preclínicas, marcando un antes y un después en el uso de recursos evolutivos para abordar problemas médicos contemporáneos. “El objetivo es identificar moléculas a lo largo de la evolución para entender cómo han cambiado con el tiempo. Así, podemos traer de vuelta estructuras que ya no existen en la naturaleza para enfrentar amenazas como la resistencia bacteriana.”

Su laboratorio ha explorado y catalogado un vasto archivo genético que abarca información no solo de especies animales extintas, sino también de neandertales y denisovanos. “Hemos abierto un espacio completamente nuevo para el descubrimiento de moléculas. Tal vez, en el futuro, estas estructuras puedan ser utilizadas para tratar el cáncer, enfermedades neurodegenerativas y otros problemas médicos complejos”, señala.

En el corazón de esta revolución se encuentra APEX, un modelo de inteligencia artificial diseñado desde cero en su laboratorio, capaz de analizar cientos de miles de moléculas, predecir cuáles tienen mayor potencial terapéutico y validar las más prometedoras en modelos experimentales. Lo que antes tomaba años con métodos tradicionales, ahora se logra en cuestión de horas, reduciendo significativamente el tiempo y los costos de investigación, acelerando con ello el desarrollo de tratamientos innovadores.

Aun así, De la Fuente mantiene una perspectiva realista sobre los retos por delante. “Hemos demostrado seguridad y eficacia en modelos de ratón, pero pasar a ensayos clínicos requiere una inversión significativa y tiempo. Típicamente, el proceso completo puede tomar una década o más. Sin embargo, en los últimos seis años hemos logrado acelerar de manera dramática el descubrimiento de antibióticos.”

“Fomentar entornos inclusivos y crear más oportunidades para mujeres en la ciencia es fundamental.” – César de la Fuente, director en “De la Fuente LAB”.

Esta innovación pionera plantea importantes consideraciones éticas. De la Fuente reconoce que trabajar con moléculas derivadas de organismos extintos puede generar inquietudes sobre los límites de la ciencia. “Cuando empezamos a desarrollar estos compuestos, consultamos con expertos en bioética para asegurarnos de que estábamos actuando de manera responsable. La innovación no debe comprometer los principios éticos”, afirma. Entre las medidas adoptadas por su laboratorio está evitar la síntesis de moléculas que puedan ser tóxicas. “Nuestro enfoque siempre se centra en crear algo de beneficio para la humanidad y desarrollar herramientas que podrían salvar vidas, asegurándonos de minimizar cualquier riesgo.”

“Es fundamental evitar el uso de estas tecnologías para desarrollar armas biológicas o para optimizar la ingeniería de virus o bacterias con el objetivo de hacerlas más peligrosas”, enfatiza, destacando su participación activa en cartas abiertas y escritos que abogan por medidas y regulaciones para el uso responsable de la IA en la biología. “Soy un firme defensor de un enfoque regulatorio y considero crucial fomentar conversaciones a nivel social. El triángulo de actores clave incluye a la academia, los gobiernos, las grandes compañías tecnológicas y, en el centro, al público general. Como sociedad, debemos reflexionar sobre el rumbo que queremos para esta tecnología transformadora y su impacto en la biología, un ámbito que abarca desde la industria farmacéutica hasta la salud global. Por ello, el diálogo y la construcción de un consenso colectivo son esenciales.”

CONOCIMIENTO ABIERTO PARA UN FUTURO COMPARTIDO

La democratización del conocimiento es otro pilar fundamental de su visión. Todo el trabajo de De la Fuente Lab es de código abierto, lo que significa que los datos, modelos y avances están disponibles para investigadores de todo el mundo. “La biología es código, y al abrir ese código, permitimos que la comunidad científica avance más rápido hacia soluciones que beneficien a la humanidad.” Este enfoque fomenta la colaboración global y permite que otros científicos construyan sobre los logros de su equipo.

Lector ávido de narrativas futuristas, biografías y artículos académicos, De la Fuente considera que la imaginación es una herramienta clave en el proceso científico. Para él, la naturaleza tiene elementos de ciencia ficción, y en su laboratorio, un equipo multinacional de expertos en química, microbiología, informática, biología y otras disciplinas colabora en un entorno de aprendizaje constante para traer esta ficción a la realidad. “Resolver los problemas más urgentes de la humanidad requiere una combinación de creatividad y pensamiento riguroso. La innovación surge cuando personas con perspectivas y experiencias diferentes colaboran, permitiéndonos encontrar soluciones que, de otro modo, no se nos ocurrirían”, comenta de la importancia de construir equipos diversos. “Fomentar entornos inclusivos y crear más oportunidades para mujeres en la ciencia es fundamental.”

“Como sociedad, debemos reflexionar sobre el rumbo que queremos para esta tecnología transformadora y su impacto en la biología, un ámbito que abarca desde la industria farmacéutica hasta la salud global.” – César de la Fuente, director en “De la Fuente LAB”.

“Me apasionan los retos”, comparte hacia el final de nuestra charla sobre la resiliencia que le ha valido más de 80 distinciones internacionales, entre ellas la de mejor investigador joven de Estados Unidos, otorgada por la American Chemical Society. “En la investigación, los fallos son comunes, pero eso nos impulsa a replantear hipótesis y seguir aprendiendo. El método científico es la mejor invención que se nos ha ocurrido como seres humanos, y el marco mas efectivo para comprender el mundo. La inteligencia artificial tiene un potencial increíble para acelerar estos procesos y replantear los grandes problemas desde perspectivas innovadoras, creando nuevos paradigmas para enfrentar los desafíos actuales.”

“Estar en la frontera del conocimiento e intentar ir aún más allá día a día es una motivación extraordinaria.” Y con estas palabras desaparece dentro del laboratorio donde con cada nuevo avance redefine los límites de lo posible.

‎ ‎‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎