Con IA crean virus “buenos”
Utilizando un programa de inteligencia artificial, científicos crearon genomas virales -diferentes de los de cualquier virus conocido hasta ahora- capaces de atacar huéspedes específicos. El avance resulta prometedor para la medicina, perocupada por la creciente resistencia de las bacterias a los antibióticos, pero también inquieta por su posible uso indebido.
El estudio fue publicado en la revista Science y destaca que las secuencias genéticas procedentes de millones de fuentes de “todos los dominios de la vida” sirvieron como corpus de entrenamiento para una herramienta de inteligencia artificial bautizada como Evo. El proceso se asemeja al entrenamiento de ChatGPT y otros modelos de lenguaje existentes.
Los científicos de Stanford University y el Arc Institute, liderados por Samuel H. King, utilizaron después la IA para generar miles de combinaciones genómicas dentro de un marco específico: debían ser compatibles con células de la bacteria E. coli. De los miles de genomas generados por la IA, los investigadores sintetizaron y probaron unos 300 en el laboratorio y determinaron que 16 correspondían a virus viables.
Los nuevos virus son bacteriófagos, es decir, virus que infectan bacterias, pero no a los seres humanos. De acuerdo con la investigación, los científicos descubrieron que uno de los nuevos virus contenía un elemento “evolutivamente distante, lo que muestra que la IA produjo cambios cuya viabilidad podría haber tardado millones de años en manifestarse mediante la evolución natural.
El resultado muestra que una combinación de los nuevos virus podría actuar sobre la resistencia a los antibióticos en algunas cepas de Escherichia coli (E. coli), lo que no consiguió una “combinación comparable de fagos obtenidos de fuentes naturales”.
Los autores del estudio afirman que ello “abre una vía para generar terapias adaptables y robustas con fagos contra patógenos que evolucionan rápidamente”.
Preocupaciones por el futuro
El hallazgo, aunque constituye una gran noticia, suscita también reservas por parte del mundo científico. Especialistas del Johns Hopkings Center for Health Security advirtieron en un artículo complementario publicado también en la revista Science, que “aunque esto resulta prometedor para las aplicaciones en las ciencias de la vida, también plantea interrogantes urgentes sobre seguridad y protección biológicas”. En su opinión, aunque existe ya la capacidad de crear genomas virales mediante IA generativa, “no existe la gobernanza necesaria para utilizarla de manera segura”.
Los autores del artículo complementario sostienen que un campo especialmente peligroso, que en su opinión no debiera explorarse, es el de patógenos capaces de infectar células u organismos eucariotas y causar diversas enfermedades en los seres humanos, entre ellas la malaria y ciertas infecciones por levaduras.
“Esos genomas podrían codificar nuevos patógenos capaces de infectar a seres humanos, animales o plantas de formas que las medidas existentes quizá no puedan contener”, escribieron.
Experto UC
Coincide con la opinión de los autores del artículo complementario el virólogo Marcelo López-Lastra, del Laboratorio de Virología Molecular del Departamento de Enfermedades Infecciosas e Inmunología Pediátrica y profesor titular de la Escuela de Medicina UC.
Explica que los virus son patógenos intracelulares obligatorios que dependen por completo de la maquinaria metabólica y de diversos componentes celulares (como proteínas) para replicarse. Durante el proceso infeccioso, deben contrarrestar activamente la respuesta antiviral del hospedero.
“Un grupo particular de estos agentes son los bacteriófagos (o fagos), virus que infectan exclusivamente a las bacterias. Durante su ciclo replicativo (multiplicación), los fagos líticos se acumulan en la célula infectada hasta provocar su ruptura (lisis) y liberar nuevas partículas virales infecciosas (viriones). A modo de analogía, la bacteria funciona como un globo y los fagos como el aire en su interior: a medida que el fago se acumula en la célula, utiliza espacio incrementando el volumen intracelular, ejerciendo presión en la membrana celular, la membrana se estira hasta superar su límite elástico y colapsa (lisa), liberando el contenido intracelular, fago, al medio”, detalla.
Desde una perspectiva biotecnológica, dice, la estrategia desarrollada por los expertos de la Universidad de Stanford representa una herramienta sumamente prometedora para combatir la creciente amenaza de la multirresistencia bacteriana a los antibióticos, al permitir el diseño de fagos dirigidos específicamente contra patógenos bacterianos resistentes. Lo mismo ocurre desde la perspectiva de la virología básica y los estudios de la interacción virus-hospederos.
“Estos fagos diseñados por IA constituyen una plataforma clave para descifrar cómo ciertos elementos virales secuestran la maquinaria celular o evaden la respuesta antiviral. Para muchos virus, estos procesos no se conocen en detalle. Para lograr esto, la IA procesó e integró millones de secuencias de ADN de orígenes diversos, identificando los parámetros críticos para que el fago reconozca a su célula blanco, la infecte, neutralice los factores de restricción intra y extracelulares, y complete un ciclo replicativo de manera eficiente, lisando finalmente la célula blanco”, dice.
Sin embargo, advierte que si bien estos avances demuestran las barreras biológicas que la IA ya ha superado, también plantean serios desafíos éticos y regulatorios.
“Aunque esta tecnología se encuentra en sus etapas iniciales, es previsible que en el futuro permita desarrollar virus capaces de infectar organismos superiores, como los humanos. A diferencia de estas entidades sintéticas —que pueden ser optimizadas evolutivamente por la IA a una velocidad sin precedentes—, los organismos complejos poseen una capacidad de adaptación mucho más lenta”, dice.
Por eso, afirma, de no establecerse “los resguardos normativos y de bioseguridad adecuados, existe el riesgo latente de que esta tecnología se utilice para generar patógenos de alta virulencia y adaptabilidad, para los cuales nuestros sistemas inmunitarios no estén preparados”.
