Inteligenţa artificială a proiectat virusuri funcţionale de la zero

O echipă de cercetători din SUA a demonstrat, în premieră, că inteligenţa artificială poate proiecta de la zero genomuri virale funcţionale, care ulterior pot fi sintetizate în laborator. Deşi experimentul are potenţialul de a accelera dezvoltarea unor terapii împotriva infecţiilor rezistente la antibiotice, el readuce în prim-plan întrebările legate de biosiguranţă şi biosecuritate.

În cadrul studiului, cercetătorii au folosit modele de inteligenţă artificială pentru a genera codul genetic al unor bacteriofagi – virusuri care infectează exclusiv bacteriile şi sunt inofensive pentru oameni. După sintetizarea acestora în laborator, 16 dintre virusurile proiectate de AI s-au dovedit complet viabile, reuşind să infecteze şi să se reproducă în culturi de bacterii pentru care fuseseră concepute.

Virusurile create fac parte din categoria bacteriofagilor, utilizaţi deja experimental pentru tratarea infecţiilor bacteriene persistente. În testele efectuate, un cocktail de bacteriofagi proiectaţi de inteligenţa artificială a reuşit să distrugă tulpini de Escherichia coli rezistente la bacteriofagii naturali, ceea ce deschide perspective pentru dezvoltarea unor tratamente împotriva bacteriilor multirezistente la antibiotice.

Dr. Brian Hie, cercetător la Universitatea Stanford şi coordonator al proiectului, a utilizat modele de limbaj genomic – echivalentul biologic al modelelor lingvistice din spatele chatbot-urilor precum ChatGPT – pentru a genera genomuri funcţionale de bacteriofagi. Virusurile au fost apoi sintetizate şi testate în laborator împotriva culturilor de E. coli.

Potrivit cercetătorului, posibilitatea de a proiecta rapid şi personaliza genomurile virale astfel încât să depăşească mecanismele naturale de apărare ale bacteriilor ar putea transforma terapia fagică şi extinde considerabil instrumentele disponibile în biotehnologie.

Sistemele utilizate, denumite Evo1 şi Evo2, funcţionează pe un principiu asemănător modelelor lingvistice mari. Dacă un chatbot anticipează următorul cuvânt dintr-o propoziţie, aceste modele prezic următoarele secvenţe din „limbajul” ADN-ului.

Pornind de la sute de variante generate de AI, cercetătorii au selectat 302 genomuri considerate promiţătoare şi le-au sintetizat în laborator. Dintre acestea, 16 au produs bacteriofagi capabili să elimine eficient bacteriile E. coli vizate de experiment.

Rezultatele au fost primite cu interes de comunitatea ştiinţifică, însă numeroşi experţi avertizează că dezvoltarea unor astfel de tehnologii trebuie însoţită de reguli clare privind utilizarea lor.

Mai mulţi cercetători care au analizat lucrarea publicată au atras atenţia asupra necesităţii unor măsuri solide de biosiguranţă, bioizolaţie şi biosecuritate, recomandând ca proiectele care implică proiectarea asistată de AI a genomurilor să fie evaluate permanent atât de specialişti în siguranţă biologică, cât şi de experţi în securitate.

Într-un comentariu publicat separat, profesorul Tom Inglesby şi dr. Moritz Hanke, de la Centrul pentru Securitate Sanitară al Universităţii Johns Hopkins, avertizează că tehnologia a avansat mai rapid decât mecanismele de reglementare.

„Capacitatea de a genera genomuri virale cu ajutorul inteligenţei artificiale există deja. Cadrul de guvernanţă necesar pentru utilizarea ei în siguranţă nu ţine însă acelaşi ritm”, subliniază cei doi cercetători.

Nu toţi specialiştii consideră însă că rezultatele anunţă un pericol iminent. Tom Ellis, profesor de inginerie genomică sintetică la Imperial College London, remarcă faptul că bacteriofagii reprezintă unele dintre cele mai simple genomuri virale care pot fi proiectate şi sintetizate.

În opinia sa, crearea cu ajutorul AI a unor virusuri complexe, capabile să infecteze oameni sau să provoace epidemii, rămâne o provocare tehnică mult mai dificilă decât sugerează unele scenarii alarmiste.

Ellis susţine că măsuri precum controlul accesului la bazele de date genetice şi filtrarea solicitărilor care implică genomuri potenţial periculoase reprezintă direcţii importante pentru limitarea riscurilor, iar autorităţile din mai multe state lucrează deja la astfel de mecanisme.

Profesorul atrage atenţia şi asupra unui aspect adesea trecut cu vederea: din perspectiva biosecurităţii, modificarea unor agenţi patogeni existenţi prin experimente de tip gain-of-function este, în prezent, mult mai accesibilă şi reprezintă o ameninţare mai realistă decât proiectarea integrală, de la zero, a unor virusuri complexe cu ajutorul inteligenţei artificiale.

Cu alte cuvinte, studiul demonstrează în primul rând cât de rapid evoluează instrumentele AI pentru biologie şi medicină. Beneficiile pot fi semnificative, însă pe măsură ce aceste tehnologii devin mai performante, presiunea pentru definirea unor standarde solide de guvernanţă şi biosecuritate va creşte în aceeaşi măsură.