La inteligencia artificial creó por primera vez virus nuevos capaces de replicarse en laboratorio
La inteligencia artificial fue utilizada por primera vez para diseñar genomas completos de virus capaces de funcionar y replicarse en laboratorio, según investigadores de Estados Unidos.
El trabajo representa un nuevo paso en el desarrollo de la biología sintética, ya que los modelos de IA fueron capaces de generar secuencias genéticas completas a partir del aprendizaje de códigos biológicos.
Los 16 virus obtenidos fueron diseñados para infectar bacterias y no representan una amenaza para los seres humanos. El avance, sin embargo, fue considerado un "punto de inflexión muy significativo" por especialistas, debido a las posibilidades que podría abrir para el desarrollo de nuevos tratamientos.
Brian Hie, profesor adjunto de la Universidad de Stanford, explicó el alcance del desarrollo: "Este es un paso más en la complejidad que puede diseñar la IA generativa; es la primera vez que se utiliza la IA generativa para diseñar un genoma completo, algo que puede replicarse y tener otras funciones dentro de las células... esto era un territorio nuevo para nosotros".
Cómo la IA aprendió a diseñar los virus
Los investigadores utilizaron los modelos de inteligencia artificial Evo1 y Evo2, entrenados con códigos genéticos provenientes de virus, bacterias, plantas y seres humanos.
A diferencia de los grandes modelos de lenguaje que predicen secuencias de palabras, estos sistemas fueron desarrollados para identificar y predecir el lenguaje contenido en la información genética. Posteriormente, los científicos los orientaron hacia el diseño de bacteriófagos, un tipo de virus que infecta únicamente determinadas especies de bacterias.
De los diseños generados por la IA, los investigadores de Stanford seleccionaron 302 propuestas consideradas las más prometedoras y las llevaron al laboratorio. Finalmente, 16 demostraron ser capaces de eliminar la bacteria E. coli.
Samuel King, estudiante de doctorado del laboratorio, relató que los primeros indicios de que los nuevos fagos funcionaban aparecieron durante las primeras horas de la mañana.
"Empezamos a ver zonas claras y fue realmente emocionante", contó King. Al compartir los resultados con el resto del equipo, "la sala estalló espontáneamente en aplausos", recordó Hie.
Una posible herramienta contra las bacterias resistentes
El desarrollo de nuevos bacteriófagos podría contribuir a generar alternativas para tratar infecciones que dejaron de responder a los antibióticos.
La terapia con fagos es considerada una posible herramienta frente al crecimiento de infecciones bacterianas resistentes a los tratamientos disponibles.
Hie sostuvo que esta tecnología podría "mejorar enormemente la salud humana" mediante la creación de nuevos medicamentos y terapias.
Las preocupaciones por la bioseguridad
El avance también generó advertencias entre especialistas debido al potencial de la misma tecnología para ser utilizada con fines perjudiciales.
Thomas Inglesby y Moritz Hanke, del Centro para la Seguridad Sanitaria de la Universidad Johns Hopkins, señalaron que los resultados plantean "cuestiones urgentes de bioseguridad y bioprotección".
Los expertos plantearon que el desafío ya no consiste solamente en determinar si será posible diseñar genomas virales mediante IA, sino en garantizar que esta capacidad pueda desarrollarse sin provocar daños graves.
Los propios investigadores tomaron medidas para reducir los riesgos. Entre ellas, excluyeron de los datos de entrenamiento los virus capaces de infectar organismos complejos, trabajaron con bacteriófagos en lugar de virus que afectan a los seres humanos y realizaron los experimentos en un laboratorio seguro.
El comienzo de una nueva etapa para la biología
El desarrollo marca un nuevo punto de contacto entre la inteligencia artificial y la biología sintética. Marc Güell, profesor del laboratorio de biología sintética de la Universidad Pompeu Fabra, resumió el alcance del avance al afirmar: "Por primera vez en la historia, estamos empezando a diseñar la biología en una computadora".
Sin embargo, los especialistas remarcaron que todavía existe una enorme distancia entre diseñar virus y crear organismos vivos. El genoma del bacteriófago estudiado tiene aproximadamente 5.400 pares de bases, mientras que el genoma más pequeño de una célula viva posee alrededor de 500.000. El genoma humano, en comparación, cuenta con unos 3.000 millones de pares de bases.
Güell consideró que el estudio "nos permite soñar con posibilidades apasionantes para abordar los mayores desafíos de la humanidad", entre ellas el desarrollo de fagos para combatir enfermedades, enzimas destinadas a tratar trastornos genéticos y anticuerpos para inmunoterapia.
Patrick Cai, catedrático de genómica sintética del Instituto de Biotecnología de Manchester, calificó el estudio como un "hito importante" y sostuvo que su alcance puede superar el desarrollo de bacteriófagos, al abrir la posibilidad de avanzar hacia la escritura de genomas asistida por inteligencia artificial.