La inteligencia artificial avanza un paso más: crea virus contra bacterias
CIENCIAS DE LA VIDA / BIOLOGÍA SINTÉTICA / IA.
Investigadores han diseñado bacteriófagos funcionales desde cero con ayuda de IA, un avance prometedor que también plantea nuevos retos de bioseguridad.
Diseñan bacteriófagos con IA y abren una nueva era en biomedicina. / Crédito: Michael Schiffer en Unsplash.
La IA empieza a proponer genomas completos con función biológica real. En este caso, el resultado son bacteriófagos capaces de infectar bacterias, un avance con aplicaciones médicas y no exento de debate ético.
Un equipo de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, ha diseñado genomas completos y funcionales de bacteriófagos, que son virus que se alimentan de bacterias, partiendo de cero y mediante el uso de la IA generativa. Según un estudio publicado en la revista Science, los han probado con cierto éxito contra bacterias que habían desarrollado resistencia contra este tipo de virus.
De acuerdo a una nota de prensa, el hallazgo abre una vía inesperada para la biología sintética y para futuras terapias frente a bacterias resistentes a antibióticos. El experimento se apoyó en Evo 1 y Evo 2, dos modelos de lenguaje para genomas entrenados con grandes cantidades de secuencias biológicas.
Instrucciones que se transforman en virus funcionales.
A partir del bacteriófago ΦX174, un virus que infecta a Escherichia coli, los investigadores pidieron al sistema que generara nuevas secuencias con arquitecturas genéticas plausibles y con capacidad de atacar bacterias concretas. Según los científicos, el planteamiento consistió en usar a ΦX174 como plantilla natural para explorar un espacio de diseño que la evolución no había recorrido.
De los miles de genomas generados por el sistema, casi 300 fueron sintetizados químicamente y probados en condiciones de laboratorio: de ellos, 16 dieron lugar a fagos viables. Esos fagos superaron las expectativas en pruebas contra E. coli: la IA no solo imaginó secuencias, sino que produjo instrucciones biológicas capaces de convertirse en virus funcionales.
Diseñados a medida.
Los bacteriófagos son virus que infectan bacterias, y llevan décadas estudiándose como posible alternativa a los antibióticos, especialmente en un contexto de creciente resistencia antimicrobiana. El interés del trabajo está en que, en lugar de buscar fagos existentes en la naturaleza, el equipo ha intentado diseñarlos a medida, con margen para combinar especificidad, eficacia y diversidad evolutiva. Los autores ven en ello una posible ayuda frente a infecciones bacterianas resistentes.
Sin embargo, el avance no está exento de límites y dudas. La eficiencia fue baja: de miles de diseños solo una pequeña fracción llegó al laboratorio y, de ahí, apenas 16 funcionaron. Eso indica que el sistema aún está muy lejos de generar genomas útiles de forma rutinaria. Además, estos modelos no explican por qué unos genomas son viables y otros no: generan candidatos, pero no sustituyen la comprensión biológica humana.
Por primera vez, una inteligencia artificial ha generado desde cero genomas de bacteriófagos que funcionan en la práctica. / Crédito: Fusion Medical Animation en Unsplash.
El problema de la bioseguridad.
La otra cara de la moneda es la bioseguridad: algunos expertos advierten que una tecnología capaz de diseñar virus dirigidos contra bacterias también podría, en teoría, emplearse para otros fines si se traslada a sistemas más complejos. Aunque el trabajo amplía de forma extraordinaria las posibilidades de la biología sintética, también obliga a reforzar regulaciones y mecanismos de prevención de usos indebidos.
Pero si la tendencia se consolida, la IA podría convertirse en una herramienta central para crear antibióticos alternativos, rediseñar microorganismos y explorar una biología menos dependiente de lo que la naturaleza ha producido por azar evolutivo.
Sistemas biológicos con arquitecturas que difieren de la naturaleza.
Para Víctor de Lorenzo, Profesor de Investigación en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), "la aportación científica más relevante del estudio no es únicamente el éxito técnico alcanzado, sino la demostración de un principio mucho más profundo: la evolución natural ha explorado solo una pequeña fracción del espacio funcional potencial", indicó a Science Media Centre.
"En consecuencia, resulta posible concebir y construir cromosomas y sistemas biológicos con arquitecturas, composiciones y propiedades funcionales que difieren sustancialmente de las que conocemos en la naturaleza. Esta idea amplía de forma extraordinaria el horizonte de la biología sintética y redefine nuestra concepción de lo que constituye un genoma posible", concluyó el científico español, quien no participó de la investigación.
Por: Redacción T21.
Sitio Fuente: Levante / Tendencias21