La inteligencia artificial dio un nuevo y sorprendente paso en el campo de la biología sintética: investigadores de Estados Unidos lograron diseñar por primera vez genomas completos de virus mediante modelos de IA y comprobaron que algunos de ellos podían funcionar y replicarse en un laboratorio.
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El estudio representa un avance significativo en la capacidad de estas tecnologías para diseñar material biológico. Los investigadores desarrollaron 16 nuevos virus capaces de infectar bacterias, específicamente Escherichia coli, por lo que no representan una amenaza para los seres humanos.
Virus funcionales
El trabajo fue realizado por investigadores de la Universidad de Stanford, quienes utilizaron modelos de inteligencia artificial denominados Evo1 y Evo2. Estas herramientas funcionan de manera similar a los grandes modelos de lenguaje, pero, en lugar de predecir palabras o secuencias de texto, analizan y generan secuencias relacionadas con el lenguaje genético.
Para entrenar los modelos se utilizaron códigos genéticos procedentes de virus, bacterias, plantas y seres humanos. Posteriormente, los investigadores perfeccionaron el sistema para generar bacteriófagos, un tipo de virus que infecta únicamente a determinadas especies de bacterias.
El equipo seleccionó 302 diseños considerados los más prometedores y los llevó al laboratorio para comprobar su funcionamiento. De ellos, 16 demostraron ser capaces de eliminar 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.
Los investigadores colocaron los virus en placas de Petri que contenían una capa de bacterias y observaron la aparición de zonas claras, una señal de que los fagos estaban actuando sobre las bacterias. El resultado provocó una reacción de entusiasmo entre los integrantes del equipo.
El desarrollo de nuevos bacteriófagos podría abrir nuevas posibilidades frente a las infecciones bacterianas resistentes a los antibióticos. La terapia con fagos es considerada una alternativa potencial para combatir aquellas infecciones que ya no pueden tratarse eficazmente mediante antibióticos.
Sin embargo, el avance también plantea interrogantes sobre seguridad. La capacidad de la inteligencia artificial para diseñar nueva biología genera preocupaciones relacionadas con la bioseguridad y la bioprotección, especialmente ante la posibilidad de que estas herramientas puedan utilizarse con fines perjudiciales.
Thomas Inglesby y Moritz Hanke, del Centro para la Seguridad Sanitaria de la Universidad Johns Hopkins, señalaron que el desarrollo plantea cuestiones urgentes sobre cómo evitar daños graves. Entre las preocupaciones se encuentra la posibilidad de que futuras investigaciones lleguen a generar virus con capacidad de causar enfermedades.
Los investigadores de Stanford incorporaron varias medidas de seguridad. Excluyeron de los datos de entrenamiento los virus capaces de infectar organismos complejos y trabajaron exclusivamente con bacteriófagos, en lugar de virus que infectan a seres humanos. Además, el trabajo se realizó en un laboratorio seguro.
El avance también tiene límites importantes. Los virus no están vivos y todavía existe una enorme diferencia entre diseñar un fago y crear un organismo vivo.
El genoma de estos fagos tiene aproximadamente 5,400 pares de bases, mientras que el genoma más pequeño de una célula viva contiene alrededor de 500,000. El genoma humano, por su parte, posee unos 3000 millones de pares de bases.
Para Brian Hie, profesor adjunto de la Universidad de Stanford, este desarrollo demuestra una nueva capacidad de la IA generativa para diseñar genomas completos. Marc Güell, profesor de la Universidad Pompeu Fabra, calificó el avance como un punto de inflexión porque, por primera vez, la biología comienza a diseñarse desde una computadora.
Según los investigadores citados, esta tecnología podría contribuir en el futuro al desarrollo de fagos contra enfermedades, enzimas para tratar trastornos genéticos y anticuerpos destinados a la inmunoterapia. Patrick Cai, del Instituto de Biotecnología de Manchester, consideró que el estudio constituye un hito importante y abre la puerta a una nueva etapa de escritura de genomas asistida por inteligencia artificial.
Fuente: BBC
