Virus creados por inteligencia artificial eliminan bacterias: un equipo de científicos del Arc Institute y la Universidad de Stanford logró un hito en biotecnología. Por primera vez, Bacteriófagos generados por IA demostraron ser capaces de Eliminar colonias bacterianas en condiciones de laboratorio.
Los investigadores, liderados por Brian Hie y Samuel King, utilizaron modelos de IA para generar genomas completos de bacteriófagos, virus que infectan bacterias, validando experimentalmente que 16 de estos fagos sintéticos destruyen cepas de Escherichia coli.
El experimento empleó dos modelos de IA, Evo 1 y Evo 2, entrenados con más de dos millones de genomas de bacteriófagos. A diferencia de los métodos tradicionales, que dependen del ensayo y error manual, la IA generó secuencias completas para el fago ΦX174, un virus lítico seguro y bien estudiado. De los 302 genomas sintetizados químicamente, 16 lograron replicarse, infectar y lisar bacterias con éxito.
La validación experimental incluyó observación directa de placas con bacterias muertas y microscopía electrónica para confirmar partículas virales. Los fagos sintéticos mostraron diversidad evolutiva notable, con mutaciones y reorganizaciones genéticas no presentes en la naturaleza. Esto evidencia la capacidad de la IA para explorar combinaciones genéticas inéditas.
proceso
El diseño por IA se basó en modelos de lenguaje genómico, similares a ChatGPT pero entrenados con ADN viral. Los modelos generativos fueron afinados para garantizar la especificidad de tropismo, la calidad de las secuencias y la diversidad evolutiva, permitiendo crear virus con genes nuevos, truncados o reordenados, superando limitaciones de la ingeniería genética tradicional.
Los fagos sintéticos demostraron ventajas sobre el virus natural ΦX174: en ensayos de competencia, algunos superaron al fago de referencia en replicación y velocidad de lisis. Uno de ellos, Evo-Φ2483, redujo la densidad bacteriana más rápido que el fago natural, y un cóctel de los 16 fagos superó la resistencia de tres cepas de E. coli, algo que el virus original no logró.
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Estas innovaciones abren posibilidades terapéuticas. La terapia con fagos es una alternativa frente a bacterias resistentes a antibióticos y podría aplicarse en medicina y agricultura, combatiendo enfermedades bacterianas en cultivos. Sin embargo, el avance también plantea desafíos de bioseguridad, regulaciones y ética, especialmente si se aplicara a virus que afecten células humanas.
A pesar de sus beneficios, el diseño de virus sintéticos enfrenta limitaciones técnicas: escalar estos métodos a organismos más complejos, como bacterias completas o células humanas, sigue siendo un desafío, debido a la enorme complejidad genética que supera ampliamente la de los fagos. Por ahora, el trabajo con fagos proporciona un banco de pruebas seguro para explorar estas tecnologías.
El desarrollo de fagos por IA marca un nuevo horizonte en biología sintética, investigación evolutiva y biotecnología adaptativa. La capacidad de diseñar genomas completos con rapidez y diversidad abre la puerta a terapias innovadoras, nuevas aplicaciones agrícolas y un futuro en el que la IA se convierta en una herramienta central para la ingeniería genética avanzada.