U novom istraživanju, naučnici su iskoristili generativne modele vještačke inteligencije kako bi osmislili i proizveli čitave genome bakteriofaga u laboratorijskim uslovima. Ova inovacija, predvođena dr. Brajanom Hajem sa Univerziteta Stanford, otvorila je nove mogućnosti u oblasti biologije i otkrila potencijalne primjene u liječenju bakterijskih infekcija.
U okviru istraživanja, korišteni su modeli Evo 1 i Evo 2, osposobljeni za analiziranje genetičkih sekvenci. Ovi modeli su trenirani na podacima više od dva miliona bakteriofaga, a fokus je bio na sekvencama iz porodice Microviridae. Kroz ovaj proces, generisano je nekoliko hiljada potencijalnih genoma, od kojih je 285 odabrano za laboratorijsko testiranje. Od tog broja, samo 16 bakteriofaga pokazalo je sposobnost reprodukcije i napada ciljane bakterije.
Istraživači su posebno analizirali bakteriofag ΦX174, koji napada bakterije, a njegov genom je dovoljno jednostavan za laboratorijsku sintezu. Zanimljivo je da su novoizdvojeni bakteriofagi uspjeli napasti sojeve E. coli koji su prije toga postali otporni na prirodni ΦX174. Ova otkrića ukazuju na mogućnost da AI može prilagoditi virusne genom za savladavanje bakterijske otpornosti.
Potencijalna primjena u liječenju bakterijskih infekcija
Ova istraživanja predstavljaju značajan korak unaprijed u fagoterapiji, metodi koja koristi bakteriofage za uništavanje bakterija. Iako rezultati ukazuju na moguću primjenu u liječenju teško izlječivih infekcija, istraživanje nije pokazalo rješenja za infekcije otporne na antibiotike. Pokazano je da AI-dizajnirani bakteriofagi mogu eliminirati bakterijsku otpornost na prirodne viruse.
Ipak, postojanje biofilmova, zajednica bakterija koje se razvijaju na hroničnim ranama i implantatima, predstavlja poseban izazov. Iako su laboratorijski rezultati bili ohrabrujući, stručnjaci naglašavaju da ne postoji garancija da će slični rezultati biti postignuti u ljudskim organizmima.
Pitanja biosigurnosti i regulative
Razvoj funkcionalnih virusnih genoma uz pomoć AI otvorio je važna pitanja biosigurnosti. Autori istraživanja implementirali su zaštitne mjere koje uključuju isključivanje podataka o virusima koji mogu zaraziti čovjeka, životinje ili biljke. Svi eksperimenti su provedeni na nepatogenim sojevima E. coli, pri čemu su novi bakteriofagi imali ograničen raspon domaćina.
Stručnjaci upozoravaju da je neophodno uspostaviti stroga pravila sigurnosti koja će pratiti razvoj ove tehnologije. Preporučuje se kontrola pristupa rizičnim modelima i podacima, kao i provjera genetičkih sekvenci prije sinteze, uz stroga laboratorijska pravila.
U zaključku, stručnjaci ističu da rezultati istraživanja ne znače da AI već može lako dizajnirati novi pandemijski virus. Genom ΦX174 je veoma mali i jednostavan u odnosu na složenije patogene. Trenutno poznatih 16 bakteriofaga ne predstavlja prijetnju ljudima, ali ova tehnologija može otvoriti put ka novim strategijama za borbu protiv bakterijskih infekcija u budućnosti.