Por primera vez, investigadores utilizaron inteligencia artificial generativa para diseñar nuevos virus funcionales en laboratorio, un avance que podría abrir nuevas alternativas frente a la resistencia a los antibióticos, pero que también genera importantes preocupaciones en materia de bioseguridad.
El estudio, publicado en la revista Science bajo el título Generative design of bacteriophages with genome language models, empleó modelos de lenguaje genómico similares a los sistemas que utilizan los grandes modelos de lenguaje para generar texto. En este caso, la tecnología fue utilizada para analizar información genética y proponer nuevos genomas de bacteriófagos, virus que infectan exclusivamente a las bacterias.
Los investigadores entrenaron los modelos con información genética de aproximadamente dos millones de bacteriófagos. A partir de esos datos, el sistema generó miles de posibles genomas y posteriormente los científicos seleccionaron y sintetizaron 300 en el laboratorio para comprobar si eran funcionales.
Los experimentos permitieron identificar 16 genomas capaces de producir bacteriófagos funcionales, con distintas estructuras. Al combinarlos en un cóctel, los investigadores lograron eliminar rápidamente cepas de Escherichia coli que habían desarrollado resistencia a bacteriófagos naturales.
El resultado es considerado relevante ante el crecimiento mundial de la resistencia antimicrobiana, fenómeno que amenaza con reducir la eficacia de medicamentos utilizados para combatir infecciones. Jasna Rakonjac, de la Universidad de Massey, advirtió que el incremento de la resistencia a los antibióticos podría conducir hacia un escenario de enfermedades infecciosas cada vez más difíciles de tratar.
La otra cara del avance
Aunque el estudio abre posibilidades para desarrollar tratamientos basados en bacteriófagos, especialistas externos señalaron que la misma tecnología podría representar un riesgo si se emplea sin controles adecuados.
Tom Inglesby y Moritz Hanke, del Centro para la Seguridad Sanitaria de la Universidad Johns Hopkins, señalaron que la capacidad de utilizar inteligencia artificial generativa para diseñar genomas virales plantea interrogantes urgentes sobre bioseguridad y bioprotección.
Los especialistas advirtieron que el desarrollo tecnológico podría avanzar más rápido que los mecanismos destinados a garantizar su utilización segura. En particular, alertaron sobre el riesgo de que futuros proyectos amplíen estas técnicas hacia virus capaces de infectar organismos más complejos.
Los autores del estudio reconocieron las posibles implicaciones de seguridad y recomendaron que quienes desarrollen investigaciones similares consulten con especialistas en seguridad durante todas las etapas de sus proyectos.
Simon Clarke, profesor adjunto de microbiología celular de la Universidad de Reading, consideró positivo que los responsables del estudio hayan establecido medidas de seguridad, aunque advirtió que no existe garantía de que todos los investigadores que intenten reproducir o ampliar este tipo de trabajo actúen con el mismo nivel de precaución.
Un primer paso hacia la “escritura” de genomas
Expertos ajenos al proyecto señalaron que el trabajo todavía tiene limitaciones. Los bacteriófagos utilizados poseen genomas relativamente pequeños y aún no está claro si los modelos de inteligencia artificial podrán desempeñarse con la misma eficacia al trabajar con genomas mucho más grandes y complejos.
Patrick Cai, de la Universidad de Manchester, consideró que el significado del avance va más allá del estudio de los bacteriófagos, pues los resultados sugieren que los modelos de lenguaje genómico comienzan a identificar principios de diseño presentes en la evolución.
El investigador señaló que esta capacidad podría abrir la puerta a una nueva etapa de “escritura genómica” asistida por inteligencia artificial, aunque subrayó la necesidad de que las predicciones generadas por computadora sean sometidas a una rigurosa validación experimental.
Los investigadores evitaron incorporar al entrenamiento del modelo información genética correspondiente a virus capaces de infectar plantas, humanos u otros animales, como una medida destinada a reducir el riesgo de generar agentes potencialmente peligrosos.
Sin embargo, especialistas señalaron que esta precaución no necesariamente estará presente en futuros desarrollos. Por ello, el avance no solo plantea la posibilidad de nuevas herramientas contra las bacterias resistentes, sino también la necesidad de establecer mecanismos de supervisión y regulación capaces de anticiparse a los riesgos de una tecnología que podría transformar el diseño de organismos biológicos.