La inteligencia artificial (IA) fue utilizada por primera vez para diseñar genomas completos de virus funcionales, capaces de replicarse en un laboratorio. El avance fue desarrollado por investigadores de Estados Unidos y permitió crear 16 nuevos virus que pueden infectar bacterias, aunque no representan una amenaza para los seres humanos.
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El estudio representa un salto en el uso de la IA aplicada a la biología. Los investigadores trabajaron con los modelos Evo1 y Evo2, sistemas capaces de analizar y generar secuencias genéticas de manera similar a los modelos de lenguaje que predicen palabras. En este caso, la tecnología fue entrenada para interpretar el denominado “lenguaje de la vida”.
Cómo funciona la IA que aprende el lenguaje genético
Los modelos fueron entrenados con códigos genéticos de virus, bacterias, plantas y seres humanos. Después, los científicos los perfeccionaron para generar diseños de bacteriófagos, un tipo de virus que infecta exclusivamente a determinadas especies de bacterias. El objetivo era comprobar si una secuencia creada por la IA podía convertirse en un virus funcional.
Los investigadores de la Universidad de Stanford seleccionaron 302 diseños generados por inteligencia artificial y los sintetizaron en el laboratorio. De todos ellos, 16 demostraron ser funcionales y consiguieron eliminar la bacteria E. coli. El resultado confirmó que los modelos podían generar genomas virales completos que no solo parecían plausibles en una computadora, sino que también podían funcionar en células.
Bacteriófagos diseñados con IA podrían combatir bacterias resistentes
El descubrimiento podría abrir nuevas líneas de investigación frente al creciente problema de las bacterias resistentes a los antibióticos. Los bacteriófagos son estudiados como una posible herramienta para combatir infecciones bacterianas, debido a su capacidad para atacar microorganismos específicos. El desarrollo de nuevos fagos mediante IA podría ampliar las posibilidades de esta estrategia.
Samuel King, estudiante de doctorado del laboratorio, contó que los investigadores descubrieron que los nuevos fagos estaban funcionando durante las primeras horas de la mañana. Los virus habían sido colocados sobre placas de Petri con bacterias y comenzaron a aparecer zonas claras, una señal de que las bacterias estaban siendo destruidas. La reacción del equipo fue inmediata y, según relató Brian Hie, la sala terminó entre aplausos.
La inteligencia artificial abre nuevas posibilidades para la biología sintética
Brian Hie, profesor adjunto de la Universidad de Stanford, explicó que el trabajo representa un nuevo nivel de complejidad para la IA generativa aplicada a la biología. El investigador destacó que era la primera vez que utilizaban esta tecnología para diseñar un genoma completo capaz de replicarse y cumplir funciones dentro de las células.
El avance científico también generó preocupación entre especialistas en bioseguridad. Thomas Inglesby y Moritz Hanke, del Centro para la Seguridad Sanitaria de la Universidad Johns Hopkins, señalaron en un comentario publicado junto al estudio en Science que los resultados plantean cuestiones urgentes relacionadas con la seguridad biológica.
Los expertos advirtieron que el debate ya no consiste únicamente en determinar si será posible diseñar genomas virales mediante inteligencia artificial, sino en establecer cómo impedir que estas capacidades puedan utilizarse para causar daños graves. Entre las preocupaciones planteadas está la posibilidad de que tecnologías similares sean empleadas en el futuro para desarrollar agentes capaces de provocar enfermedades.
Para reducir los riesgos, los científicos tomaron varias precauciones durante el proyecto. Excluyeron de los datos utilizados para entrenar los modelos a los virus capaces de infectar organismos complejos y trabajaron exclusivamente con bacteriófagos, en lugar de utilizar virus que infectan a seres humanos. Además, los experimentos se realizaron en un laboratorio seguro.
A pesar del impacto del descubrimiento, los investigadores destacan que existe una enorme distancia entre estos virus y los organismos vivos complejos. El genoma de los fagos utilizados tiene aproximadamente 5.400 pares de bases, mientras que el genoma más pequeño de una célula viva contiene alrededor de 500.000 pares de bases. El genoma humano, por su parte, tiene unos 3.000 millones de pares de bases.
IA y biología: qué podría cambiar en la medicina
Marc Güell, profesor del laboratorio de biología sintética de la Universidad Pompeu Fabra, calificó el trabajo como un “punto de inflexión muy significativo” porque, por primera vez, la biología comienza a ser diseñada mediante una computadora. El científico señaló que este tipo de tecnología podría permitir explorar nuevas posibilidades para desarrollar fagos, enzimas destinadas a tratar trastornos genéticos y anticuerpos para inmunoterapia.
Los virus no son considerados organismos vivos y necesitan utilizar células para reproducirse. Por eso, el avance todavía está muy lejos de permitir que una IA diseñe organismos vivos complejos. Hie sostuvo que crear algunos organismos simples requeriría mucho trabajo, aunque no consideró que fuera necesariamente imposible. Patrick Cai, del Instituto de Biotecnología de Manchester, señaló que el estudio demuestra que los modelos de lenguaje genómico comienzan a aprender principios de diseño presentes en la evolución, abriendo una nueva etapa para la escritura de genomas asistida por inteligencia artificial.
