Un equipo de científicos del Arc Institute y la Universidad de Stanford ha logrado un avance sin precedentes: han usado inteligencia artificial para diseñar virus que, en pruebas de laboratorio, han demostrado ser capaces de destruir bacterias. Este hito, que marca una nueva era en la biología sintética, abre la puerta a terapias innovadoras para enfrentar la creciente amenaza de las bacterias resistentes a los antibióticos.
El experimento, liderado por los investigadores Brian Hie y Samuel King, se centró en los bacteriófagos, que son virus que atacan exclusivamente a las bacterias. Para ello, entrenaron dos modelos de IA —llamados Evo 1 y Evo 2— con una base de datos de millones de genomas virales. A diferencia de los métodos de ingeniería genética tradicionales, que son lentos y se basan en la prueba y error, la IA pudo generar rápidamente genomas de bacteriófagos completamente nuevos, con una diversidad genética que no se encuentra en la naturaleza.
Un éxito rotundo en el laboratorio
Los científicos sintetizaron más de 300 de los genomas virales propuestos por la IA. Al introducirlos en cultivos de la bacteria E. coli, se confirmó un éxito notable: 16 de estos virus sintéticos no solo lograron replicarse, sino que infectaron y destruyeron por completo las bacterias. La eficacia de estos fagos artificiales fue verificada con microscopía electrónica y la observación directa de las placas de cultivo, que mostraban zonas donde las bacterias habían sido eliminadas.
Además de su funcionalidad, los virus diseñados por IA exhibieron una gran diversidad. Algunos de ellos tenían mutaciones significativas y estructuras genéticas reorganizadas.
Esta capacidad de la IA para explorar y crear combinaciones genéticas inéditas representa una ventaja crucial, ya que permite superar las limitaciones de la ingeniería genética convencional y generar organismos con propiedades mejoradas.
El potencial de los fagos sintéticos en medicina
El equipo de Stanford y el Arc Institute demostró que estos fagos diseñados con IA no solo son efectivos, sino que pueden ser más potentes que sus contrapartes naturales. En pruebas de competencia, algunos de los virus sintéticos superaron al fago natural de referencia en su capacidad para reducir la densidad bacteriana.
Un logro particularmente importante fue el desarrollo de un cóctel de los 16 virus artificiales. Esta mezcla logró superar la resistencia de tres cepas de E. coli que habían desarrollado una defensa contra el fago natural. Este resultado es prometedor para el tratamiento de infecciones bacterianas que han desarrollado resistencia a los antibióticos, ya que la terapia con fagos podría convertirse en una herramienta clave en el futuro de la medicina.
Desafíos éticos y de bioseguridad
A pesar del enorme potencial, los científicos reconocen que este avance plantea importantes interrogantes. Para garantizar la seguridad, los modelos de IA solo se entrenaron con información de virus que atacan bacterias, excluyendo cualquier tipo de virus que pueda infectar a humanos o a otras células complejas. Todos los experimentos se llevaron a cabo con estrictos protocolos de bioseguridad y con cepas bacterianas inofensivas.
El propio equipo advierte que la aplicación de esta tecnología a virus que afectan a humanos requerirá un debate ético profundo y regulaciones estrictas. Si bien el fago PhiX174 es un organismo simple con solo 11 genes, el diseño de organismos más complejos, como bacterias, sigue siendo un desafío técnico considerable. No obstante, este hito demuestra que el diseño de organismos biológicos a medida está cada vez más cerca de ser una realidad, y la carrera científica para dominar esta nueva frontera ya está en marcha.
