Científicos de Stanford University y el Arc Institute utilizaron inteligencia artificial para diseñar genomas de virus que no existen de forma conocida en la naturaleza y que son capaces de infectar específicamente a la bacteria E. coli, un avance que podría contribuir al desarrollo de tratamientos contra microorganismos resistentes a los antibióticos, aunque también genera nuevas preocupaciones sobre bioseguridad.
El estudio, publicado en la revista Science, utilizó Evo, un modelo de inteligencia artificial entrenado con secuencias genéticas provenientes de millones de fuentes de distintos organismos. El procedimiento guarda similitudes con el entrenamiento de modelos de lenguaje como ChatGPT, pero aplicado a información genética.
A partir de ese conocimiento, los investigadores solicitaron al sistema generar miles de genomas que cumplieran determinadas características para ser compatibles con células de E. coli. Posteriormente, sintetizaron y analizaron cerca de 300 de las secuencias propuestas.
De ese grupo, 16 demostraron ser virus viables.
Los organismos creados pertenecen al grupo de los bacteriófagos, virus especializados en infectar bacterias y que no pueden infectar directamente a los seres humanos.
Una posible herramienta contra la resistencia a antibióticos
De acuerdo con los investigadores, el modelo de IA fue capaz de identificar las restricciones evolutivas presentes en los genomas naturales y utilizar ese conocimiento para generar combinaciones que no se encuentran en los virus conocidos.
Uno de los virus diseñados incluso contenía un elemento considerado evolutivamente distante, lo que sugiere que la inteligencia artificial puede proponer cambios cuya aparición mediante la evolución natural podría haber requerido millones de años.
Las pruebas de laboratorio también mostraron que determinadas combinaciones de los nuevos bacteriófagos podían superar la resistencia a los antibióticos en algunas cepas de E. coli. El resultado no se obtuvo con una combinación comparable de fagos procedentes de fuentes naturales.
Los autores consideran que este resultado podría abrir una nueva vía para desarrollar terapias con bacteriófagos adaptadas a microorganismos que evolucionan rápidamente.
Jordi García Ojalvo, profesor de biología de sistemas de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona, calificó el avance como significativo, particularmente ante el crecimiento de la resistencia a los medicamentos.
Expertos alertan sobre los riesgos
El mismo desarrollo científico también provocó advertencias de especialistas en seguridad biológica.
En un artículo publicado de manera complementaria en Science, investigadores del Johns Hopkins Center for Health Security señalaron que la capacidad de utilizar inteligencia artificial para generar genomas virales plantea interrogantes urgentes sobre la seguridad y la protección frente a usos indebidos.
Los especialistas advirtieron que el desarrollo tecnológico está avanzando más rápido que los mecanismos de gobernanza necesarios para garantizar su utilización segura.
No obstante, el estudio de Stanford y el Arc Institute se limitó a bacteriófagos capaces de infectar E. coli, no a virus capaces de afectar a seres humanos.
Los expertos consideran especialmente delicado explorar la generación mediante IA de patógenos capaces de infectar células u organismos eucariotas, debido a que podrían representar riesgos para seres humanos, animales o plantas.
Por ahora, una capacidad limitada
Los investigadores también reconocieron las implicaciones de bioseguridad de su trabajo y establecieron límites en el tipo de organismos estudiados.
Jordi García Ojalvo señaló que el riesgo actual es menor que el asociado con otras aplicaciones potenciales de inteligencia artificial en biología, principalmente porque cada genoma diseñado debe ser probado individualmente y la proporción de diseños que resultaron viables fue baja.
De miles de combinaciones generadas, únicamente 16 demostraron funcionar como virus.
El estudio, por ahora, demuestra que la IA puede utilizar información genética existente para diseñar nuevos bacteriófagos funcionales, pero todavía no establece hasta qué punto esta metodología podría aplicarse a otros tipos de virus.
El avance coloca así a la inteligencia artificial en una nueva frontera de la biología sintética: una tecnología con potencial para desarrollar terapias contra bacterias resistentes, pero que también obliga a establecer controles de seguridad antes de ampliar sus aplicaciones.
