¿Podría un videojuego ayudar a erradicar un veneno cancerígeno? Un proyecto recientemente lanzado le está dando a los jugadores comunes la oportunidad de resolver un rompecabezas biológico, lo que podría conducir a nuevas formas de hacer que nuestro suministro de alimentos sea más seguro.
Las aflatoxinas, los productos cancerígenos de los mohos que crecen en cultivos agrícolas como el maíz y el maní, son un flagelo en el mundo en desarrollo. Comer cultivos contaminados con aflatoxinas puede causar envenenamiento agudo y la muerte. Pero la exposición a niveles bajos durante un período prolongado puede causar problemas en el sistema inmunitario, retrasar el crecimiento de los niños y ser un factor de riesgo importante para el cáncer de hígado. Mientras que los países de altos ingresos como Estados Unidos examinan los cultivos para detectar la presencia de aflatoxinas, alrededor de 4.500 millones de personas, en su mayoría en países de bajos ingresos, aún están en riesgo.
Aunque el problema ha sido reconocido por más de 50 años, los investigadores aún no han encontrado una solución integral. Ahora, un proyecto, patrocinado por la compañía de dulces Mars Incorporated junto con varias organizaciones sin fines de lucro y universidades, tiene como objetivo avanzar en la investigación al encontrar una enzima que pueda degradar las aflatoxinas. Esperan hacer esto aprovechando el amor natural de los humanos por los juegos y la resolución de problemas.
El equipo ha subido una serie de acertijos de aflatoxinas en Foldit, una plataforma de juegos que hace que los usuarios experimenten plegando diferentes estructuras de proteínas. Plegar proteínas en estructuras tridimensionales adecuadas con usos potenciales de la vida real requiere habilidades de razonamiento espacial y de coincidencia de patrones, lo que hace que el proceso sea maduro para la gamificación: el cofundador de Foldit una vez lo describió como "como Tetris con esteroides".
Los usuarios de Foldit han recibido una enzima potencialmente degradante de aflatoxinas para comenzar, y tienen la tarea de mejorar la enzima para neutralizar mejor la toxina. Las mejores cinco o diez soluciones se sintetizarán y luego se probarán en la Universidad de California, Davis. Toda la información permanecerá en el dominio público. El equipo espera que aprovechar el potencial de los no expertos los ayudará a reunir soluciones inesperadas, pensando de manera innovadora en la forma en que las computadoras aún no pueden hacerlo.
"En esencia, el videojuego busca capturar la imaginación humana de 'lo que podría ser' para la estructura de la proteína", dice Justin Siegel, químico de UC Davis involucrado en el proyecto. "Proporciona retroalimentación en tiempo real sobre la probabilidad de que la estructura según lo previsto por el jugador sea físicamente posible".
Foldit, desarrollado por científicos informáticos de la Universidad de Washington y la Northeastern University, se ha utilizado con éxito en investigaciones de salud antes. En 2011, los usuarios de Foldit tardaron tres semanas en descubrir la estructura de una enzima que ayuda a la reproducción del virus del SIDA, allanando el camino para posibles nuevos tratamientos. Era un problema que había desconcertado a los científicos durante una década.
La aflatoxina ha estado con los humanos durante miles de años, pero no se identificó hasta 1960, cuando miles de pavos en granjas avícolas inglesas comenzaron a enfermar y morir sin una causa obvia. Los científicos llamaron al problema "enfermedad de Turquía X" y finalmente lo vincularon con la harina de maní importada de Brasil. Se descubrió que el alimento estaba contaminado con un tipo de moho llamado Aspergillus flavus, cuyos metabolitos venenosos se conocieron como aflatoxinas.
La investigación finalmente descubrió que dos mohos, Aspergillus flavus y Aspergillus parasiticus, eran los principales responsables de la producción de aflatoxinas. Estos mohos florecen en condiciones cálidas y húmedas, y pueden contaminar los cultivos en el campo, durante la cosecha y durante el almacenamiento. Crecen en varios cultivos básicos, como maíz, maní, mijo, trigo, semillas de algodón y nueces de árbol. También pueden contaminar la leche y otros productos lácteos si los animales comen alimentos con moho.
Muchos países, incluidos los EE. UU. Y las naciones de la UE, tienen normas estrictas para la cantidad máxima de aflatoxinas permitidas en alimentos y piensos. Pero muchos países del mundo en desarrollo tienen estándares menores o ninguno en absoluto, o tienen dificultades para regular los estándares que sí tienen. Los residentes que comen alimentos contaminados cultivados localmente sufren ambos efectos inmediatos: un brote de aflatoxicosis (envenenamiento agudo por aflatoxina) en el 2004 mató a 125 personas en zonas rurales de Kenia y consecuencias a largo plazo, personas expuestas a aflatoxinas que también tienen hepatitis B (que es muy común en el mundo en desarrollo) tienen un riesgo de cáncer de hígado unas 30 veces mayor de lo normal.
"Cuando lo piensas, te viene a la mente la palabra 'plaga'", dice Howard Shapiro, Director de Agricultura de Mars, Incorporated.
La aflatoxina también es una carga económica. Dado que los países desarrollados no aceptarán alimentos contaminados, los agricultores pierden millones de dólares en ingresos por envíos rechazados y valores de cultivos reducidos. La exportación de maní, que alguna vez prosperó en muchos países africanos, se ha reducido drásticamente desde la década de 1970 debido a los temores de aflatoxinas.
El problema puede manejarse parcialmente con técnicas adecuadas de cosecha y almacenamiento, aunque a veces están fuera del alcance de los pequeños agricultores. La investigación actual sobre el control de aflatoxinas analiza plantas resistentes a la reproducción, utilizando variedades de moho no tóxicas para competir con las tóxicas y tratamientos químicos que matan las aflatoxinas. Pero nada ha proporcionado aún algo como una solución completa.
Mars, Incorporated, que pasa por toneladas de maní, maíz y otros alimentos básicos cada año en dulces como M & Ms y Snickers, ha estado preocupado por los problemas de aflatoxinas. En un momento, dice Shapiro, alrededor del 70 por ciento de los envíos de una cadena de suministro en particular fueron rechazados debido a la contaminación. Shapiro y su equipo han estado trabajando en la obtención de cultivos resistentes a las aflatoxinas, un proyecto que espera ver resultados en cinco u ocho años. Espera que el proyecto FoldIt dé sus frutos antes. Las enzimas descubiertas por los usuarios de Foldit podrían ayudar a generar nuevos compuestos para controlar la aflatoxina en varios puntos del proceso de crecimiento y almacenamiento, trabajando potencialmente en sinergia con plantas resistentes más adelante.
"Siento que esto podría ser un gran avance", dice Shapiro. “Si tenemos suerte, esto no es solo para Marte. Este es un esfuerzo global ".
