Creata con l'AI la prima generazione di virus sintetici capaci di replicarsi

Un gruppo di scienziati della Stanford University e dell'Arc Institute di Palo Alto ha dimostrato che l'intelligenza artificiale può progettare e generare genomi completi di virus capaci di replicarsi e distruggere batteri. Si tratta, secondo gli stessi autori, della prima applicazione di modelli generativi in grado di scrivere sequenze genomiche funzionanti.

Il progetto, descritto in un articolo in preprint, si è concentrato su phiX174, un batteriofago ampiamente studiato che infetta ceppi di Escherichia coli. Con un genoma relativamente semplice - circa 5.400 basi di DNA distribuite in 11 geni - questo virus ha rappresentato il punto di partenza ideale per sperimentazioni di biologia sintetica.

Per l'esperimento è stato utilizzato Evo, un sistema di AI basato sugli stessi principi dei grandi modelli linguistici come ChatGPT, ma addestrato su circa due milioni di genomi di batteriofagi. Il modello ha generato 302 sequenze genomiche inedite, successivamente sintetizzate in laboratorio e inserite in colture di E. coli.

I batteriofagi progettati dall'intelligenza artificiale sono in grado di infettare e uccidere i batteri ospiti. Crediti: Lee D. Simon/Science Photo Library

Il risultato è stato sorprendente: 16 varianti hanno mostrato la capacità di infettare e replicarsi, fino a lisare le cellule ospiti. Alcuni di questi virus si sono rivelati persino più infettivi della versione naturale di phiX174, pur presentando alterazioni genomiche che difficilmente un ricercatore umano avrebbe progettato razionalmente.

Per gli autori, la ricerca rappresenta una pietra miliare nella bioingegneria. Potenziali applicazioni spaziano dalla terapia fagica contro infezioni batteriche resistenti agli antibiotici alla possibilità di creare vettori virali più efficienti per la terapia genica. Tuttavia, gli esperti sottolineano anche i rischi: la stessa tecnologia potrebbe teoricamente essere applicata a virus patogeni per l'uomo, con scenari di grave pericolo.

Lo scienziato Craig Venter, noto per aver creato uno dei primi organismi con DNA sintetico, ha definito il metodo "una versione accelerata di esperimenti per tentativi ed errori", avvertendo però dei pericoli legati a un uso improprio. Analogamente, altri ricercatori chiedono estrema cautela in ogni forma di miglioramento virale non controllato.

Resta il fatto che per la prima volta l'intelligenza artificiale ha dimostrato di poter progettare genomi virali funzionanti nel mondo reale. Se in futuro sarà possibile applicare lo stesso approccio a organismi più complessi, si aprirebbero prospettive radicali per la biologia e la medicina - ma anche dilemmi etici e di sicurezza senza precedenti.