Un grupo de científicos en Estados Unidos utilizó modelos de inteligencia artificial para diseñar genomas virales completos desde cero. De cientos de propuestas generadas por IA, 16 dieron lugar a bacteriófagos funcionales capaces de atacar bacterias como E. coli.
La inteligencia artificial alcanzó una nueva frontera en la biología sintética: investigadores estadounidenses lograron utilizar modelos de IA para diseñar genomas completos que posteriormente dieron lugar a virus funcionales en laboratorio, un avance que podría tener aplicaciones médicas importantes, pero que también ha generado interrogantes sobre bioseguridad.
De acuerdo con información difundida por Science y el Arc Institute, el trabajo fue desarrollado por investigadores del equipo de Brian Hie, quienes utilizaron modelos de inteligencia artificial especializados en información genética para generar nuevas secuencias virales.
Los científicos trabajaron con los modelos Evo 1 y Evo 2, sistemas capaces de analizar patrones presentes en enormes cantidades de información genética de una manera que, en términos generales, guarda semejanza con la forma en que los grandes modelos de lenguaje identifican relaciones y patrones en textos.
En este caso, sin embargo, el objetivo no era generar palabras, sino trabajar con secuencias biológicas.
Como punto de partida, los investigadores utilizaron al bacteriófago ΦX174, un virus ampliamente estudiado que infecta bacterias. A partir de esa referencia, la inteligencia artificial produjo nuevos diseños genéticos que posteriormente fueron evaluados experimentalmente.
16 diseños lograron funcionar
Los resultados representan uno de los aspectos más relevantes de la investigación.
Después de generar cientos de candidatos mediante inteligencia artificial y someter una selección a pruebas experimentales, 16 diseños consiguieron producir bacteriófagos funcionales.
Esto significa que no se trató únicamente de secuencias creadas dentro de una computadora: los diseños seleccionados pudieron materializarse y mostrar actividad biológica en condiciones experimentales.
Algunos de estos bacteriófagos diseñados con ayuda de IA incluso mostraron capacidad para combatir determinadas bacterias de manera más efectiva que el virus natural utilizado como referencia.
El avance resulta significativo porque la inteligencia artificial ya había sido empleada en el diseño y análisis de proteínas, genes y otros componentes biológicos. En esta ocasión, el salto consiste en avanzar hacia el diseño de un genoma viral completo cuyos diferentes componentes deben funcionar coordinadamente.
No son virus que infecten a seres humanos
Un aspecto fundamental para dimensionar correctamente el descubrimiento es que los virus utilizados en la investigación son bacteriófagos, conocidos también simplemente como fagos.
Estos virus infectan bacterias y el experimento no consistió en desarrollar un nuevo virus destinado a infectar personas.
Los investigadores trabajaron con una cepa no patógena de Escherichia coli (E. coli) y establecieron medidas para reducir riesgos durante el desarrollo de los experimentos.
Asimismo, según la información divulgada sobre el estudio, se excluyeron del entrenamiento empleado para este propósito secuencias correspondientes a virus de seres humanos, animales y plantas.
¿Una nueva herramienta contra las bacterias resistentes?
Una de las aplicaciones potenciales más importantes de esta tecnología se encuentra en la lucha contra la resistencia a los antibióticos.
Los bacteriófagos tienen la capacidad natural de infectar y destruir determinadas bacterias. Si en el futuro la inteligencia artificial permite diseñarlos con mayor precisión, podrían desarrollarse nuevas herramientas dirigidas específicamente contra bacterias resistentes a tratamientos convencionales.
Esto podría acelerar la investigación de nuevas terapias y permitir que los científicos exploren diseños biológicos que difícilmente aparecerían mediante los métodos tradicionales.
La posibilidad de utilizar inteligencia artificial para proponer rápidamente grandes cantidades de genomas y después identificar aquellos con características útiles podría transformar diferentes áreas de la biotecnología.
El avance también enciende las alertas
Pero la misma capacidad que genera expectativas científicas también plantea cuestionamientos.
El hecho de que un sistema de inteligencia artificial pueda contribuir al diseño de un genoma viral funcional obliga a discutir cuáles deberán ser los límites, controles y protocolos de seguridad conforme estas tecnologías se vuelvan más poderosas y accesibles.
Especialistas en bioseguridad han advertido sobre la necesidad de acompañar estos avances con mecanismos de supervisión que permitan aprovechar sus beneficios científicos sin incrementar innecesariamente los riesgos de un uso inadecuado.
La preocupación no radica específicamente en los bacteriófagos obtenidos en este experimento, sino en lo que podría ocurrir a futuro conforme los modelos de inteligencia artificial sean capaces de trabajar con sistemas biológicos cada vez más complejos.
Una nueva frontera para la inteligencia artificial
El experimento marca un cambio importante en la relación entre inteligencia artificial y biología.
Hasta ahora, buena parte de la revolución de la IA aplicada a las ciencias de la vida había estado relacionada con analizar, interpretar o predecir estructuras y secuencias existentes. La posibilidad de diseñar genomas completos introduce una dimensión distinta: utilizar computación avanzada para proponer sistemas biológicos que posteriormente puedan funcionar en el mundo físico.
El avance podría abrir oportunidades para desarrollar nuevas terapias, combatir bacterias resistentes y acelerar investigaciones que anteriormente requerían largos procesos de prueba y error.
Al mismo tiempo, coloca sobre la mesa una discusión que probablemente crecerá durante los próximos años: si la inteligencia artificial ya puede contribuir al diseño de nuevas entidades biológicas funcionales, la ciencia tendrá que avanzar no solamente en lo que es técnicamente posible, sino también en las reglas y salvaguardas necesarias para hacerlo de manera responsable.
