O echipă de cercetători de la Stanford a reușit să folosească inteligența artificială pentru a crea, de la zero, genomul complet al unui virus și să producă particule virale funcționale. Acesta nu este un virus care afectează oamenii, ci un bacteriofag, care atacă doar bacteriile și este complet inofensiv pentru organismul uman.
În ultimii ani, inteligența artificială a accelerat spectaculos ritmul descoperirilor din domeniul biomedical, mai ales în ceea ce privește proteinele. Acum, oamenii de știință pășesc pe un nou teritoriu: proiectarea digitală a genomurilor virale.
Echipa condusă de dr. Brian L. Hie a creat un instrument numit Evo 2, care funcționează ca un model de limbaj, dar „vocabularul” său este genetic. Acesta generează combinații de baze de ADN, până la un milion de perechi, suficient pentru a imagina genomuri întregi.
Pentru prima demonstrație, cercetătorii au ales un clasic al biologiei: fagul ΦX174, care are doar aproximativ 5.000 de perechi de baze. Prin comparație, genomul uman depășește trei miliarde de perechi de baze.
Evo 2 a generat secvențe plauzibile, care au fost trimise către companii specializate pentru a fi sintetizate fizic. Fragmentele de ADN au fost transformate în plasmide, care au fost introduse în bacterii. În contact cu culturi de Escherichia coli, plasmidele au declanșat producția de proteine virale, care s-au asamblat spontan și au dat naștere unui fag complet.
Echipa a creat 16 fagi viabili, iar unii dintre ei s-au dovedit mai eficienți în distrugerea bacteriilor decât fagul natural de la care s-a pornit. Acest lucru arată că inteligența artificială nu s-a limitat să copieze natura, ci a ajutat la îmbunătățirea ei.
Alegerea bacteriofagilor nu este întâmplătoare, deoarece sunt siguri pentru oameni și au revenit în prim-planul cercetării tocmai pentru capacitatea lor de a ținti și elimina bacteriile. În contextul crizei globale a rezistenței la antibiotice, această strategie devine tot mai relevantă.
Estimările sunt sumbre: dacă nu se intervine, infecțiile rezistente ar putea provoca peste 39 de milioane de decese până în 2050. În acest peisaj, fagoterapia, folosirea unor „cocktailuri” de fagi pentru a șterge bacteriile patogene, capătă greutate.
Cu ajutorul IA, s-ar putea proiecta rapid fagi personalizați, potriviți unei infecții precise sau chiar unui anumit pacient. Aplicațiile pot depăși medicina umană, deoarece fagii ar putea proteja culturile agricole de bacterii dăunătoare, reducând utilizarea pesticidelor și limitând pierderile alimentare.
Cu instrumente precum Evo 2, devine plauzibil să concepem fagi „pe măsură”, optimizați atât pentru eficiență, cât și pentru siguranță. Totuși, entuziasmul vine la pachet cu îngrijorări legitime, deoarece o opinie publică recentă a atras atenția asupra lipsei de pregătire pentru un viitor în care IA ar putea genera viruși funcționali.
Întrebarea este incomodă: ce i-ar opri pe actorii rău-intenționați să folosească metode similare pentru a crea patogeni periculoși? Echipa de la Stanford a fost prudentă, a selectat un model inofensiv și a documentat riguros protocoalele de siguranță. Dar, pe măsură ce astfel de modele devin mai performante și mai accesibile, nu toată lumea va proceda la fel.
Riscul de utilizare abuzivă există, însă dr. Hie rămâne optimist, amintind că sinteza și manipularea ADN-ului rămân procese complexe, departe de a fi la îndemâna oricui. Iar balanța, crede el, înclină în favoarea beneficiilor. În fața crizei rezistenței antimicrobiene, aceste tehnologii ar putea salva milioane de vieți.
Experiența de la Stanford marchează un punct de cotitură, deoarece, pentru prima dată, o inteligență artificială a permis proiectarea cap-coadă a unui virus viabil. Deocamdată, aplicațiile se opresc la bacteriofagi inofensivi, dar mâine, această convergență între biologie și IA ar putea schimba profund medicina, agricultura și felul în care ne raportăm la lumea vie.
Întrebarea nu este dacă această tehnologie ne va modela viitorul, ci cum vom alege să o reglementăm. Lucrarea se află în evaluare de către comunitatea științifică și nu a fost încă publicată.
