La IA creó virus más potentes que los naturales: fagos sintéticos resultaron 65 veces más eficaces que el origina

Un grupo de bioingenieros de Stanford presentó en bioRxiv trabajo sobre la síntesis de bacteriófagos a partir de diseños generados por inteligencia artificial. Los investigadores afirman que las construcciones obtenidas muestran en el laboratorio una infectividad significativamente mayor en comparación con el fago natural ΦX174. En los estudios se usaron los modelos Evo 1 y Evo 2 del Instituto Arc — y, según los autores, este es el primer caso en que un genoma generado por IA resultó funcional en un experimento real.

El punto de partida fue el bien conocido fago ΦX174, dirigido a Escherichia coli. Los modelos no crearon genomas funcionales «desde cero»: los científicos complementaron las redes preentrenadas con ejemplos de secuencias específicas de ΦX174, seleccionaron sugerencias de ingeniería y aplicaron orientación durante la inferencia para dirigir la generación hacia mutaciones útiles. Como resultado surgieron 302 candidatos; 285 dieron lugar al ensamblaje de genomas completos, de los cuales 16 inhibieron el crecimiento de E. coli en las pruebas.

Algunas de las variantes sintéticas resultaron notablemente más eficaces que el progenitor natural. En tres series de experimentos ΦX174 ocupó como máximo el tercer puesto en eficacia, y en una prueba no apareció siquiera entre los cinco mejores. El mejor diseño, etiquetado como Evo-Φ69, mostró aumentos en la tasa de replicación del fago de 16 a 65 veces en un período de seis horas, mientras que ΦX174 mostró un incremento de 1,3 a 4 veces.

No obstante, los genomas creados no eran partículas virales autónomas: los investigadores sintetizaron solo «instrucciones», que requieren ser introducidas en células de E. coli para que el huésped comience a ensamblar los componentes del fago. Tras un único lanzamiento obtener un virus activo resultó sencillo: la cultura se puede propagar en el laboratorio y conservar el fago para su uso posterior. El equipo modeló también escenarios terapéuticos: tres cepas de E. coli, desarrolladas con resistencia a ΦX174, fueron superadas mediante la recombinación de varios fagos sintéticos, lo que indica el potencial de crear diversos «cócteles» para combatir infecciones resistentes a fármacos y una posible aplicación en agricultura. La publicación ya está en proceso de revisión.

Al mismo tiempo surgieron preguntas sobre bioseguridad: el periodista Niko McCarty señaló que algunos de los nuevos fagos, según criterios taxonómicos, podrían considerarse especies distintas, y expresó el temor de que un enfoque similar, si se adaptara a gran escala a virus humanos, teóricamente facilitaría la creación de patógenos peligrosos.

Los autores señalan que los modelos Evo no fueron entrenados con genomas de virus humanos, y que trabajar con patógenos humanos exigiría mucha más preparación computacional y experimental, incluyendo la ampliación del conjunto de entrenamiento y un trabajo de laboratorio considerable. No obstante, la propia demostración de la posibilidad de generar una secuencia viral funcional intensifica la discusión sobre el control de acceso a modelos y datos aplicables en bioingeniería.