Es la primera vez que se generan genomas virales completos mediante esta tecnología, un avance que abre posibilidades contra la resistencia bacteriana.
Un grupo de científicos usó una herramienta de inteligencia artificial (IA) para diseñar virus completamente nuevos, nunca vistos en la naturaleza, que son funcionales y capaces de replicarse en condiciones de laboratorio.
Esta es la primera vez en la historia que se generan genomas virales completos mediante este tipo de tecnología, según un estudio publicado en la revista Science por investigadores de la Universidad de Stanford y el Arc Institute.
Los 16 virus resultantes fueron creados para infectar bacterias y no representan ninguna amenaza para los seres humanos, pero el avance abre una puerta que la ciencia considera tanto prometedora como inquietante.
“Este era un terreno desconocido para nosotros”, dijo a la cadena BBC Brian Hie, profesor adjunto de Stanford y uno de los líderes del estudio. “Es la primera vez que se utiliza la IA generativa para diseñar un genoma completo, algo que puede replicarse y tener otras funciones dentro de las células”.
Los modelos de IA utilizados en la investigación, conocidos como Evo 1 y Evo 2, funcionan de manera similar a los grandes modelos de lenguaje como ChatGPT, con la diferencia de que, en lugar de predecir secuencias de texto, predicen secuencias genéticas.
Ambos algoritmos fueron entrenados con millones de genomas pertenecientes a todos los dominios de la vida, desde virus y bacterias hasta plantas y animales, con el objetivo de identificar patrones evolutivos complejos. Por ejemplo, cómo se organizan los genes, qué secuencias permanecen conservadas a lo largo de la evolución y qué restricciones biológicas permiten que un organismo siga siendo funcional, según explicaron los investigadores a la revista Wired.
Los investigadores trabajaron con bacteriófagos, un tipo de virus que infecta exclusivamente bacterias y que se caracteriza por tener genomas relativamente pequeños, fáciles de sintetizar y manipular en condiciones controladas.
El bacteriófago Phi X-174, capaz de infectar a la bacteria Escherichia coli, sirvió como referencia para el experimento. El objetivo era usarlo como guía para que los algoritmos generaran miles de genomas completamente nuevos con una arquitectura genética compatible con la infección de E. coli.
Los virus derivados de esos genomas conservaban la organización funcional indispensable para reconocer a la bacteria, introducir su ADN, replicarlo, producir nuevas partículas virales y ensamblarlas correctamente. Sin embargo, las secuencias específicas de ADN diferían considerablemente de cualquier bacteriófago presente en la naturaleza.
Este avance tiene implicaciones directas para uno de los problemas de salud pública más urgentes del mundo, se trata de la resistencia bacteriana a los antibióticos.
Los bacteriófagos se consideran desde hace décadas como una alternativa prometedora a los antibióticos para combatir infecciones que ya no responden a los tratamientos disponibles.
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Por eso, la capacidad de diseñar fagos nuevos desde cero, adaptados a bacterias específicas, podría abrir una nueva era en el tratamiento de infecciones resistentes.
Marc Güell, profesor del laboratorio de biología sintética de la Universidad Pompeu Fabra en España, calificó el estudio como “un punto de inflexión muy significativo”. “Por primera vez en la historia, estamos empezando a diseñar la biología en una computadora”, dijo a la BBC.
“Esto nos permite soñar con posibilidades apasionantes para abordar los mayores desafíos de la humanidad”, como el desarrollo de fagos para combatir enfermedades, enzimas para tratar trastornos genéticos y anticuerpos para inmunoterapia.
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