Científicos en Estados Unidos utilizaron por primera vez inteligencia artificial para crear virus que no existen en la naturaleza, un hito en la biología sintética que promete avances en salud, pero que también plantea importantes preocupaciones en materia de bioseguridad y bioprotección.
Investigadores de la Universidad de Stanford desarrollaron un programa de IA generativa llamado Evo 2, capaz de escribir nuevos genomas, es decir, las instrucciones genéticas para la vida codificadas en el ADN. Con esta herramienta diseñaron y fabricaron 16 fagos sintéticos, pequeños virus que infectan bacterias.
Los fagos se utilizan en algunos casos como alternativa a los antibióticos para eliminar bacterias causantes de enfermedades.
Al probarlos en un laboratorio de alta seguridad, los investigadores comprobaron que estos nuevos fagos fueron más eficaces para eliminar la bacteria común Escherichia coli (E. coli) que el fago natural ΦX174, utilizado como modelo para que Evo 2 desarrollara sus diseños. Los resultados fueron publicados este jueves en la revista Science.
"Nuestro estudio es una prueba de concepto que demuestra por primera vez que el diseño generativo puede crear genomas completos y funcionales", afirmó Brian Hie, líder del proyecto. "Elegimos trabajar con fagos porque son virus pequeños, ampliamente estudiados y con numerosas aplicaciones en biología molecular y terapias".
Añadió que este enfoque podría extenderse más adelante a organismos de mayor tamaño, como las bacterias, y posteriormente a formas de vida más complejas.
Importancia histórica
"La importancia del histórico trabajo de Brian Hie es difícil de exagerar", señaló Adrian Woolfson, experto en genómica y director ejecutivo de la empresa de síntesis de ADN Genyro. "Es el momento de los hermanos Wright para la biología: dejamos de mirar únicamente lo que ha creado la evolución y nos enfrentamos a un inmenso horizonte de posibilidades biológicas futuras".
La terapia con fagos se ha utilizado durante décadas en Europa del Este. Consiste en identificar fagos específicos para la cepa bacteriana que afecta a un paciente y administrarlos directamente en el sitio de la infección mediante aplicación tópica, inyección o vía oral. Sin embargo, su uso no está muy extendido en Occidente debido, entre otros factores, a la complejidad de los procedimientos y a la posibilidad de que las bacterias desarrollen resistencia.
Samuel King, otro integrante del equipo de Stanford, sostuvo que la IA podría impulsar un resurgimiento de esta terapia. "A medida que aumenta la evidencia sobre la aparición de peligrosos patógenos resistentes a los antibióticos, necesitaremos soluciones alternativas innovadoras, y la terapia con fagos es sin duda una de ellas", afirmó.
Como medida de seguridad, el estudio inicial de Stanford se realizó utilizando una cepa no patógena de E. coli y un modelo de lenguaje genómico que no fue entrenado con virus capaces de infectar las células más complejas que componen animales y plantas. No obstante, esta tecnología podría en el futuro abarcar una gama mucho más amplia de virus e incluso permitir el diseño de organismos completamente nuevos sin necesidad de partir de un genoma natural.
Evo 2 es de código abierto, por lo que cualquier persona puede descargarlo gratuitamente para diseñar nuevos genomas.
"Por ahora no tenemos planes de comercializar este trabajo", indicó Hie. "Somos un laboratorio académico financiado por filantropía y fondos públicos. Creemos que es nuestra responsabilidad poner esta tecnología básica a disposición del mayor número posible de personas debido a su enorme potencial para beneficiar la salud y a la humanidad".
Hie sostuvo que esos beneficios superan el riesgo de que actores maliciosos adapten la herramienta de IA con fines de bioterrorismo. Sin embargo, Thomas Inglesby y Moritz Hanke, del Center for Health Security de la Universidad Johns Hopkins, advirtieron en la misma edición de Science que el estudio "plantea preguntas urgentes sobre bioseguridad y bioprotección".
Si bien elogiaron las precauciones adoptadas por los científicos de Stanford durante la investigación, Inglesby y Hanke señalaron que "los marcos regulatorios actuales son insuficientes para supervisar la genómica generativa". Y concluyeron: "La cuestión ya no es si el diseño generativo de genomas virales existirá. La verdadera pregunta es si la sociedad será capaz de desarrollar mecanismos de supervisión que permitan aprovechar sus beneficios sin facilitar daños graves".