Un modelo de inteligencia artificial (IA) generativa logró diseñar virus bacteriófagos que después fueron sintetizados en un laboratorio y demostraron tener la capacidad de infectar bacterias como la Escherichia coli.

El avance plantea nuevas posibilidades para combatir la resistencia a los antibióticos, pero también despierta preocupaciones sobre el uso de la IA en biología.

El estudio, realizado por investigadores del Arc Institute, la Universidad de Stanford y otras instituciones, utilizó los modelos de lenguaje genómico Evo 1 y Evo 2 para generar secuencias completas de bacteriófagos, virus que infectan bacterias. Los resultados fueron publicados inicialmente como preprint y posteriormente reportados como un avance en biología sintética.

Los investigadores generaron cientos de secuencias candidatas y llevaron algunas de ellas al laboratorio para comprobar si podían convertirse en virus funcionales. El experimento produjo 16 bacteriófagos viables, todos dirigidos contra bacterias E. coli.

IA diseña virus biológicos combatir la resistencia a los antibióticos

La lógica detrás de Evo guarda semejanzas con la manera en que funcionan los grandes modelos de lenguaje. En lugar de aprender a partir de palabras y frases, el sistema analiza secuencias de ADN y aprende patrones asociados con la organización y funcionamiento de los genomas.

La primera versión de Evo fue entrenada con millones de genomas de organismos procariotas y bacteriófagos. El modelo podía procesar secuencias de ADN a escala mucho mayor que herramientas anteriores y generar nuevas secuencias a partir de los patrones que encontraba en los datos.

La evolución de este sistema llegó posteriormente con Evo 2, un modelo entrenado con más de 8.8 billones de nucleótidos procedentes de bacterias, arqueas, organismos eucariotas y bacteriófagos. La investigación publicada en Nature mostró que el modelo podía identificar y generar estructuras genéticas a escalas cada vez mayores.

En el experimento con bacteriófagos, los científicos utilizaron como referencia al fago ΦX174, un virus conocido por infectar E. coli. A partir de ese punto, Evo generó genomas que conservaban características necesarias para funcionar como virus, pero incorporaban una considerable diversidad genética.

Diseñados para atacar bacterias

El objetivo del experimento no fue crear un virus capaz de infectar seres humanos. Los investigadores trabajaron con bacteriófagos debido, entre otras razones, a que estos virus atacan bacterias y ofrecen una alternativa con menor riesgo para estudiar las capacidades de los modelos generativos.

Además, una combinación de los virus diseñados consiguió superar la resistencia al fago de referencia en tres cepas de E. coli. Para los investigadores, esto representa una posible vía para desarrollar terapias con fagos capaces de responder a bacterias que evolucionan rápidamente frente a los tratamientos convencionales.

Virus creados con IA debe tener restricciones

Los propios investigadores incorporaron restricciones para reducir ese riesgo. Evo fue desarrollado con datos que excluyeron virus conocidos por infectar seres humanos, y el experimento se concentró en bacteriófagos. Stanford también señala que el desarrollo de Evo tomó en cuenta desde el principio la necesidad de evitar aplicaciones relacionadas con armas biológicas.

Sin embargo, especialistas en bioseguridad consideran que estas precauciones no resuelven por sí solas el problema.

(Con información de Forbes)