Pare scenariul unui film SF, dar scena s-a petrecut în realitate, într-un laborator de la Stanford. O echipă de cercetători a reușit să folosească inteligența artificială pentru a crea, de la zero, genomul complet al unui virus și să producă particule virale funcționale. Nu este vorba despre un virus care afectează oamenii, ci despre bacteriofagi – virusuri care atacă doar bacteriile și sunt complet inofensive pentru organismul uman.
În ultimii ani, inteligența artificială a accelerat spectaculos ritmul descoperirilor din domeniul biomedical. Până acum, cele mai mari progrese s-au concentrat asupra proteinelor, cu modele capabile să le prezică structura și rolul în organism. Acum, însă, oamenii de știință pășesc pe un nou teritoriu: proiectarea digitală a genomurilor virale.
Echipa condusă de dr. Brian L. Hie a mers însă direct la sursă: ADN-ul. Instrumentul lor, numit Evo 2, funcționează ca un mare model de limbaj, dar „vocabularul” său este genetic. În loc de propoziții, generează combinații de baze de ADN.
Iar scara la care poate lucra e impresionantă: până la un milion de perechi de baze, suficient pentru a imagina genomuri întregi. Pentru prima demonstrație, cercetătorii au ales un clasic al biologiei: fagul ΦX174. Are doar aproximativ 5.000 de perechi de baze.
Prin comparație, genomul uman depășește trei miliarde. Simplitatea acestui virus oferă terenul ideal pentru un test crucial: poate Evo 2 să inventeze o secvență coerentă, viabilă și, mai ales, funcțională în laborator? Performanța nu s-a oprit la ecranul computerului.
După ce modelul a generat secvențe plauzibile, acestea au fost trimise către companii specializate, care au sintetizat fizic fragmentele de ADN. Fragmentele au fost apoi transformate în plasmide, mici cercuri de ADN ușor de introdus în bacterii.
În contact cu culturi de Escherichia coli, aceste plasmide declanșează producția de proteine virale. Dacă totul decurge corect, proteinele se asamblează spontan și dau naștere unui fag complet. Dovada se vede cu ochiul liber: bacteriile infectate mor, iar mediul de cultură devine limpede.
Rezultatul a fost mai mult decât o reușită tehnică
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. Cu alte cuvinte, inteligența artificială nu s-a limitat să copieze natura.
A ajutat la îmbunătățirea ei. Alegerea bacteriofagilor nu este întâmplătoare. 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. În unele țări, astfel de tratamente există deja. Cu ajutorul IA, s-ar putea proiecta rapid fagi personalizați, potriviți unei infecții precise sau chiar unui anumit pacient.
Aplicațiile pot depăși medicina umană. 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. Entuziasmul vine însă la pachet cu îngrijorări legitime.
O opinie publică recentă a atras atenția asupra lipsei de pregătire pentru un viitor în care IA ar putea genera viruși funcționali. Întrebarea e incomodă: ce i-ar opri pe actorii rău-intenționați să folosească metode similare pentru a crea patogeni periculoși?
La ce riscuri ne supunem cu astfel de experimente?
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. Dr . Hie rămâne totuși optimist.
Amintește 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, scrie curiozitate.ro.
Experiența de la Stanford marchează un punct de cotitură. Pentru prima dată, o inteligență artificială a permis proiectarea cap-coadă a unui virus viabil. Deocamdată, aplicațiile se opresc la bacteriofagi inofensivi.
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.
Comentează